资源简介

《牛顿第三定律》教学设计
一、教学理念
高中物理新课程标准是现代高中物理教学的规范，在实施该标准的过程中，应不断探索新的教学理念,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，改革教学模式，进行启发式教学，培养学生的物理学科核心素养、满足学生终生发展需求，注重课程的时代性，关注科技进步和社会发展需求。为了更好地激发学生学习的兴趣，将实施多样化教学，将物理知识与生活紧密联系，从生活走进物理，再由物理解释生活现象的方式进行教学，引导学生的自主创新和探究。
二、教材分析
《牛顿第三定律》是人教版（2019版）必修第一册第三章第3节的内容，本节包括作用力和反作用力、牛顿第三定、物体受力的初步分析三个方面的知识点。人教版新教材对牛顿第三定律的安排有了新调整，在三种力后面，共点力的平衡前面安排了牛顿第三定律。即可加深学生对重力弹力摩擦力的理解，也为共点力平衡问题中的受力分析环节打好基础，揭示了作用力与反作用力之间的关系，为牛顿力学体系中受力分析奠定了基础，是高中物理教学中不可或缺，极其重要的知识点。
三、学情分析
这个阶段的学生处于高一阶段，他们已经有了初步的观察思考能力、实验探究能力、分析解决问题能力和归纳总结能力，但总容易忽略一些细节内容。在初中阶段，学生已经对物体间的相互作用问题有了定性地学习，知道相互作用力是成对出现的，也知道二力平衡的概念。但是在具体实践中对牛顿第三定律的认识存在不少误区。因此在教学中我们要善于在真实情境中让学生感受感知结论背后的含义，引导学生正确认识知识本质。
四、教学目标与核心素养
（一）物理观念
知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念；能正确表述牛顿第三定律，并运用其分析和解决实际问题；会区分平衡力和相互作用力。
（二）科学思维
通过用牛顿第三定律分析物理现象，培养分析解决实际问题的能力。
（三）科学探究
通过观察、分析演示实验，讨论相互作用力关系，体验真实受力情况，培养独立思考问题和动手实验的能力。
（四）科学态度与责任
结合有关作用力和反作用力的生活实例，培养独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度，能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，感受物理学科研究的方法。
五、教学重难点
（一）重点
1.知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。
2.掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。
（二）难点
区别平衡力与作用力和反作用力。
六、教学方法
（一）教法
讲授法、直观演示法、情景教学法、讨论法
（二）学法
自主探究法、交流合作法、学练结合法
七、教学用具
气球、弹簧测力计、多媒体等
八、教学流程
（一）新课引入
气球跑了：释放充满气的气球，让学生观察气球的运动状态。
学生回答（预设）：气球在空气的推动下飞走了。
梦天飞升：播放梦天实验舱发射视频，并提问：为什么火箭喷气却向上运动呢？
（二）讲授新课
1. 作用力与反作用力
实验一：请学生按压桌面，体会相互作用
问题追问：手掌给桌面一个力，那这个力作用在呢？同时桌面给手一个什么力？这个力作用在什么上呢？
学生（预设）：桌面，支持力，作用在手上。
实验二：请一名学生上台互相挤压两个充气气球，同学们观察气球现象说明物体间的作用是相互的。
分析讨论：对上述两个实验进行分析，分别对两组实验的物体和火箭进行受力分析，并判断谁是施力物体？谁是受力物体？
归纳总结：两个物体之间的作用总是相互的，受力物体同时也是施力物体，反之亦然。
一个物体对另外一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一物体也施力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。
2.探究作用力与反作用力的关系
疑问在现：作用力与反作用力的大小之间，方向之间有什么关系？
播放拔河比赛图片，请两位同学（一男一女）进行拔河比赛。
拔河比赛具体分为下列几个步骤：
男同学和女同学对拉。（男同学胜利）
假如让男同学站在滑板上，再次和女同学对拉。（女同学胜利）
请同学们谈谈看法。
深入思考：通过刚才两次拔河比赛，用同样的力，却出现不同的比赛结果，那么两个的相互作用力大小到底是怎么样的呢？两个力的大小关系是不是定量关系？那我们是不是可以通过测量来确定两个力的大小。那我们用什么来测量呢？
学生（预设）：弹簧测力计。
实验探究：引导学生利用两个弹簧测力计探究作用力和反作用的关系，把A、B两个弹簧测力计连在一起，B的一端固定，用手拉测力计A，有什么样的现象？
学生（预设）：两个弹簧秤的指针同时移动，弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的拉力F的大小，而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的拉力F′的大小，可以看出两弹簧秤的示数是相等的，改变手的拉弹簧秤的力，弹簧秤的示数随着改变（同时增大，同时减小，同时为零），但两个弹簧秤示数总相等，方向总相反。
拓展学习：弹簧测力计的测量是粗糙的，可以用力传感器来进行精细测量，播放用力传感器探究作用力与反作用力的关系视频。引导学生分析图像数据。
学生（预设）：分析图像归纳得出作用力与反作用力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
3.牛顿第三定律
教师指出上面探究结论早在几百多年前就由牛顿提出，即
牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
公式：（负号表示方向相反）
探究思考：根据上述的几种相互作用，思考以下几个问题：作用力与
反作用力在作用时间上的关系？作用力与反作用力的性质的关系？作用力与反作用力是否作用在同一物体？作用力与反作用力效果是否能相互抵消？
学生（预设）：同时产生、同时变化、同时消失；同一性质力；作用在不同物体上；效果不能相互抵消。
帮助总结：大小总是相等；作用在同一直线上；同时产生、同时变化、同时消失；同一性质力；方向相反；作用在不同物体上；效果不能相互抵消。作用力与反作用力“四同”“三异”。
生活实例：让学生根据牛顿第三定律举出生活中的例子。
学生（预设）：人划船、轮船航行……
4.区分平衡力与相互作用力
通过回忆等大，反向共线，引出平衡力
学生（预设）：一个物体受到两个力的作用，保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力是一对平衡力，叫做二力平衡。
教师提问：怎么区分相互作用力与平衡力呢？引导学生对悬挂的物块进行受力分析。
学生（预设）：从力的作用点、力的性质、剪断细绳进行分析。
引导学生通过受力分析进行归纳、讨论、归纳、总结相互作用力与平衡力的异同点。
想一想：
名称 项目 平衡力 相互作用力
共同点 大小 相等 ，方向 相反 ，作用在同一直线上
不同点 作用对象 分别作用在 同一 物体上 作用在不同物体上
依存关系 没有必然的对应关系 同时产生、同时消失、同时变化
力的性质 可以是不同性质的力 同一性质的力
作用效果 两个力共同作用的效果是使物体处于 平衡状态 作用在两个物体上各自独立产生作用效果
巩固分析：利用上述的结论进一步分析猴子拉树案例。
学生（预设）：从力的作用点、力的性质进行分析。
实验三：做一做
把A、B两个弹簧测力计连接在一起，用手拉弹簧测力计，使A、B两个弹簧测力计能够在水平方向上平衡，请对弹簧测力计受力分析，你能在水平方向上找出几对平衡力？几对相互作用力？
5.物体受力的初步分析
明确思路：分析物体的受力，有两条思路：一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况。二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。
引导学生从相互作用的角度来分析物体的受力。
例如，一个物体静止在粗糙斜面上，我们按重力、弹力、摩擦力的顺序来分析。
学生分析（预设）：
①木块受到重力mg，方向竖直向下。
②木块和斜面接触并相互挤压，木块受到垂直斜面向上的弹力FN。在力的分类那里我们讲过压力有很多种。
③假设木块和斜面之间没有摩擦，木块就会向下滑动，由此可以判断，静止的木块相对斜面有向下滑动的趋势，所受的静摩擦力Ff是沿斜面向上的。
为了更好的受力分析：首先明确分析哪个物体所受的力。以木块为对象，成为作用力，相对应的就是反作用力。列出表格。
作用力 反作用力
重力mg（地球对木块的引力） 木块对地球的引力
弹力FN （斜面对木块的支持力） 木块对斜面的压力
静摩擦力Ff 木块对斜面的静摩擦力
由于我们是对木块的受力情况进行分析，所以只是把六个力中木块所受的三个力画出来就行，所以明确分析哪个物体所受的力很重要。
为此教师总结处受力分析的一般规律。
确定研究对象（构建模型）
对这个物体进行受力分析，顺序：重力（mg）→弹力（FN）→其它→摩擦力(Ff)，一重二弹三其它，最后才是摩擦，那为什么摩擦最后呢。因为摩擦是被动力，数学上说的它是因变量，它要有其它的力都判断好，才能确定物理的相对运动方向或趋势，才能确定摩擦的大小和方向。
（三）课堂巩固
题【1】人走路时，人和地球之间的相互作用力和反作用力有几对 （C）
A.一对 B. 二对 C. 三对 D. 四对
解析第一对:人所受重力和人对地球的吸引力；第二对:人受支持力和人对地面的压力；第三对:人受地面的摩擦力和人对地面的摩擦力。
题【2】用弹簧拉着木块在水平面上做匀速直线运动，弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是(B)
A、一对平衡力
B、一对作用力与反作用力
C、先有弹簧拉木块的力，后有木块拉弹簧的力
D、大小相等，方向相反，作用在同一物体上
题【3】：油桶放在汽车上，汽车停于水平地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对 这几对力中，油桶受哪几个力 汽车受哪几个力 地球受哪几个力
(1)三个物体之间的作用力和反作用力有4对。
判断作用力与反作用力的方法：（A对B、B对A）
(2)油桶受重力和支持力。
(3)汽车受重力、地面对汽车的支持力和油桶对汽车的压力。
(4)地球受汽车的引力和油桶的引力。
作用力 反作用力
油桶重力mg（地球对油桶的引力） 油桶对地球的引力
弹力FN （汽车对油桶的支持力） 油桶对汽车的压力
汽车受到的重力 汽车对地球的引力
地面对汽车的支持力 汽车对地面的压力
题【4】：如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小一定为（B）
A．μ1(m＋M)g
B．μ2mg
C．μ1mg
D．μ1mg＋μ2Mg
（四）课堂小结
引导学生总结本节课学到了什么？
1．物体之间的作用是相互的。“作用力与反作用力”是相对而言的，其中一个是作用力，另一个力就是反作用力。
2.牛顿第三定律：两物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上
3.相互作用力与平衡力的区别
4.物体受力的初步分析
（五）布置作业
1.完成课本P67“练习与应用”第2、4题
九、板书设计
3.3 牛顿第三定律
一、作用力和反作用力
二、作用力和反作用力的关系
①大小相等。
②方向相反，作用在同一条直线上。
三、牛顿第三定律
定义：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
大小：
“四同”“三异”
四、区分平衡力与相互作用力
同：大小相等、方向相反、作用在同一直线
异：对象、关系、性质、效果不同
五、物体受力的初步分析
一“重”、二“弹”、三“摩擦”、然后有“其他”

展开更多......

收起↑