《牛頓第三定律》教案

《牛頓第三定律》教案

【設計思想】

現代論研究指出，體驗感知不是學習產生的根本原因，產生學習的根本動因是問題，沒有問題就難以誘發和激起求知慾。同時，新課程理念強調學生是學習的主人，突出學生探究學習的地位。基於以上兩點，本課設計有兩條主線，一是以問題為主線，設計多個由易到難循序漸進的問題，激發學生主動參與、積極思考，產生強烈的求知慾望；二是以探究性活動解決本節課的難點，由靜止物體間的作用利用彈簧測力計來探究，運動物體間以及碰撞物體間的作用力和反作用力用力的傳感器和計算機輔助實現。使學生對作用力和反作用力總是相等有深刻的認識。

【本節教材分析】

牛頓三大定律是一個有機的整體，前兩個定律是對單個物體而言的，但要全面認識物體間的運動規律，必須研究物體之間的相互作用、相互影響。

本節分三個層次對牛頓第三定律進行研究：一是通過實際現象的分析以及學生的親身感受，定性地討論物體間的作用是相互的，同時發生的，同時變化，作用在一條直線上；二是通過實驗定量地得到反映物體間相互作用力是大小相等，對於靜止物體間的相互作用力通過彈簧測力計分析其大小是相等的，而對於運動物體之間的相互作用力以及碰撞時物體之間的相互作用力是否總是相等，本節課通過計算機輔助實現了此環節，幫助學生深刻地建立了任何物體不管其運動狀態如何，它們之間的作用力和反作用力總是相等的。三是説明該定律的意義和應用。

【學生心理狀態分析】

高中學生已經有一定的辨別能力，對常見的一些物理現象，物理知識如果簡單重複，則學生對此不太關注、不感興趣。因此，一開始就要以各種方式激發其注意力，設置“視頻文件──石頭碰雞蛋”，引發學生“思維衝突”，設法採用各種實驗，讓學生認識到“牛頓第三定律”得來的不易，培養學生總結物理規律的方法。

【教學目標】

1．知識與技能

①知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的特點；

②理解掌握作用力和反作用力總是相等，並能用它解釋生活中的有關問題；

③能區分“一對平衡力”和“一對作用力、反作用力”；

④培養觀察、分析、歸納、總結能力。

2．過程與方法

①通過學生操作實驗，培養學生獨立思考問題的能力和實驗能力；

②通過用牛頓第三定律分析物理現象，可培養學生分析解決實際問題的能力；

③通過鼓勵學生動手、大膽質疑、勇於探索，可提高學生自信心並養成科學思維習慣。

3．情感態度與價值觀 ①結合有關作用力和反作用力的生活實例，培養學生獨立思考、實事求是、勇於創新的科學態度和團結協作的科學精神，感受物理學科研究的方法；

②激發學生探索的興趣，養成一種科學探究的意識。

【教學重點、難點、疑點】

1．在初中學習階段，學生對一對力的認識往往只停留在力的大小和方向上，對於力的作用點往往不能引起足夠的重視，如何區分一對力是作用力和反作用力是本節課的一個重要內容，應引起足夠的重視。作用力和反作用力總是大小相等，對“總是”的理解。

2．作用力和反作用力的關係與平衡力的關係有相同之處，也有不同之處，學生常常把這兩種力混淆。對於這兩種力的作用效果學生往往比較難以區分，要通過對問題的分析解決學生頭腦中不正確的認識。

【教學方法】 實驗法（演示實驗，師生互動實驗，學生分組實驗），討論法，類比法。

【教學儀器】

PPT文件；演示用大彈簧秤、小彈簧秤各一對；帶發條的小車，薄木板各一個，四個相同的短玻璃管；帶有條形磁鐵的小車兩個；分組實驗用的彈簧秤每桌一對；力學傳感器組件及計算機輔助設備等。

【教學過程】

課題

牛頓第三定律

教學目標

知識

①知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的特點；

②理解掌握作用力和反作用力總是相等，並能用它解釋生活中的有關問題；

③能區分“一對平衡力”和“一對作用力、反作用力”；

④培養觀察、分析、歸納、總結能力。

能力

①通過學生操作實驗，培養學生獨立思考問題的能力和實驗能力；

②通過用牛頓第三定律分析物理現象，可培養學生分析解決實際問題的能力；

③通過鼓勵學生動手、大膽質疑、勇於探索，可提高學生自信心並養成科學思維習慣。

情感

①結合有關作用力和反作用力的生活實例，培養學生獨立思考、實事求是、勇於創新的科學態度和團結協作的科學精神，感受物理學科研究的方法；

②激發學生探索的興趣，養成一種科學探究的意識。

信息環境及媒體

①展示課堂上不易操作的實驗；

②模擬實際很難完成的實驗操作；

③給學生提供交流思想、看法的交流平台。

重點

解釋生活中的有關問題

難點

“總是”的理解以及應用

課時

1課時

課型

探究型

教具

PPT課件

教學程序

教師活動

學生活動

媒體作用

設計意圖

引課（6分鐘）

新課

1．放視頻文件──生雞蛋碰石頭提示學生帶着問題觀察視頻

問題：由觀察到的現象進一步思考其中説明什麼問題？

引導學生回答。

雞蛋撞擊石頭時，雞蛋給石頭一個力，同時石頭給雞蛋一個作用力。這一對力有什麼關係呢？

今天我們就來研究這一對力的關係

2．體驗這對力的關係──同學們坐在凳子上，兩腳懸空，然後用手推桌子，那麼感覺到什麼現象？如何解釋（要求學生親身體驗）。

讓個別學生談體會：

（副板書）

表示出兩個力的施力物體和受力物體

一、作用力和反作用力（板書）

力是物體間的相互作用，人為的把其中一個力叫作用力，另一個力叫反作用力。

師：下面學生體會作用力和反作用力之間有哪些基本的特點？

讓學生充分體會並發表見解。

演示實驗1：把薄的輕木板放在並排的玻璃管上，然後把玩具小車上緊發條，並輕輕按在木板上。

讓學生操作並説明發生現象的原因：問：手一鬆，當手離開小車時發生什麼現象？説明什麼問題？

讓操作手分析現象和原因。

演示實驗2：在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當磁鐵的同名磁極靠近時，放手小車兩車被推開；當異名磁極接近時，兩輛小車被吸攏。

(總結)物體之間的作用是相互的，同時存在，同時消失（變化），這種相互作用在兩個物體上。

追問：作用力和反作用力還有什麼特點？

追問：你怎麼知道相等？我們能否探究這兩個力的關係？

1．演示及學生實驗：把兩個彈簧秤勾在一起，其中兩個彈簧秤相互的作用分別叫做作用力和反作用力。

先讓兩個學生（甲和乙）在黑板上演示，師生互動先讓甲拉，再讓乙拉，甲乙一起互拉。

之後讓學生全體實驗。

實驗結論：

兩個彈簧測力計的讀數變化總是相同的，大小相等，方向相反。

思考：當兩個物體運動起來，其間的作用力和反作用力還是相等嗎？

2．學生實驗

問題1：如圖一個大車拉着一個小車運動時，大車對小車的拉力和小車對大車的拉力相等嗎？

問題2：如圖一個小車拉着一個大車運動時，大車對小車的拉力和小車對大車的拉力相等嗎？

介紹力的傳感器：力的傳感器：把力的信息（大小）轉換成與之對應的電信息的裝置。

分兩個問題分別讓學生探究。

給學生演示力與傳感器傳遞到計算機裏的信息的關係。

下面介紹使用的注意事項。

學生探究前可先讓學生猜想電腦上顯示的作用力的圖形形狀和反作用力的圖形形狀應該有什麼關係？（對稱）

追思考：你想知道雞蛋碰石頭的力相等嗎？

追問：你怎麼知道相等？

我們也藉助傳感器探究實踐。

二、牛頓第三定律內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。（板書）

公式：F＝－F′

師：進一步用類比的方法使學生加深印象。作用力與反作用力的關係，很像電視、電影上放的“難兄難弟”的關係：有福同當，有難同享，同生共死……

3．下面通過例題進行研究：

例題：物體用線吊在天花板上，分析物體受幾個力？並指出每一個力的反作用力、以及平衡力？要求學生上黑板做，畫出示意圖，然後訂正錯誤，並分析作用力、反作用力與平衡力的區別。

三、作用力和反作用力與平衡力的區別和聯繫

觀察思考

現象：雞蛋碎了。

現象：雞蛋碎了；説明石頭給雞蛋一個力，這個力大於雞蛋所要承受的力。

部分學生憑感覺回答：大小相等，方向相反

學生參與動手體驗，充分感受作用力和反作用力

當你在推桌子時，桌子反過來同時推自己。

（板書）

思考

觀察思考

觀察到的實驗現象：車在向前運動的同時，木板向後運動，並且同時停止。

學生代表操作，其他學生認真觀察並思考。

結論：車之所以向前運動是木板給它一個向前的力，同時車給木板一個向後的力，這兩個力的性質一樣，都是摩擦力

觀察

筆記

學生回答：大小相等

1．兩彈簧秤勾在一起拉，處於靜止不動時；

2．兩彈簧秤勾在一起拉，並向一方向緩慢運動

全體學生自主探究

讓學生總結

誘發學生討論思考

觀察思考新技術的利用

學生觀察學習計算機的使用和力的傳感器的“傳感”作用。

圖像對稱的含義學生進行討論。

學生回答：相等

追問：對稱和總是相等怎樣建立關係？

學生通過實驗探究，帶有傳感器的小車間相互撞擊，分析計算機上輸出的圖像信息

讓學生總結：

板書

總結：物體間的相互作用

利用牛頓第三定律讓學生解決實際問題，讓學生體會作用力和反作用力在實際的應用中注意問題。

展示課堂上不便於操作的試驗，激發學生積極參與學習的求知慾望。

展示學習內容

展示學生體驗要求和注意事項

展示這對力的圖景，幫助學生建立這對力作用在兩個物體上。

展示演示實驗的裝置。給學生提供思考的平台。

展示這對相互作用力

展示

展示定性實驗結論

展示教學資源

展示探究要求

展示問題

展示具體情景

利用現代技術實現平常很難實現的情景，很難測量的物理量。

創設問題情景，從生活走向物體，營造輕鬆的學習環境，激發學生的求知慾望。

在課堂上實驗可見度不夠大。通過視頻文件很好地解決了這一問題。

明確本節課的目的

讓學生從分感知，體驗

從而引入作用力和反作用力的概念

畫圖使學生體會作用力和反作用力在不同的物體上，為後續講解這一對力的效果做鋪墊。

讓學生演示，使學生感受到科學並不神祕，培養學生走進科學的意識。

給學生深刻的烙印—力的作用是相互的

物體間不同性質的力的展示及分析，為後續總結特點作鋪墊。

學生初中的知識是定性記憶，引起學生回憶。

演示的學生按老師的要求充分演示，體現作用力和反作用力的同時性，等大性。

學生的智慧是無窮的，不可估量的。該探究讓學生自主設計探究，給學生最大的自由度，培養學生的發散性思維，以極大地調動學生學習的積極性。

突破難點

為學生突破本節課的難點做準備，為學生以下自主探究提供實踐的步驟，使現代信息技術應用於物理教學中，讓物理課堂充滿新時代 氣息。

呼應課前的引入階段，再一次激活學生疲倦的腦細胞，使其再次興奮。

使用身邊的情景讓學生分析體會物理就在我們的生活周圍，鞏固、檢測學到的知識，開闊學生的視野，讓物理走向生活。

四、總結和思考

思考1：在馬拉車的情景中，以下分析正確的是（ ）

A．馬拉車不動，是因為馬拉車的力小於車拉馬的力

B．馬拉車前進，是因為馬拉車的力大於車拉馬的力

C．只有馬拉車勻速前進時馬拉車的力才等於車拉馬的力

D．只有馬拉車加速前進時，馬拉車的力大車拉馬的力

E．無論靜止勻速加速減速馬拉車的力總等於車拉馬的力

讓學生認識到：車拉馬和馬拉車的力的關係與車為什麼動了是兩個問題。

車拉馬和馬拉車的力的關係與它們的運動狀態無關，這對力始終相等。而車動了的原因是車一個的受力問題。

思考2：你認為作用力和反作用力與物體的運動狀態有無關係？

五、課堂檢測

見後面。

展示信息，提高課堂效率

給學生提供交流的信息平台，學生討論分析

提供圖片，幫助學生建立正確的聯繫。

學生自我練習

通過對比使學生進一步理解作用力和反作用力的關係

實踐檢驗

區別作用力和反作用力；以及某一個物體上的合力之間沒有關係

使學生明確作用力和反作用力的的關係在兩個物體上，與兩個物體的運動狀態無關。

檢測及時發現問題

板書

牛頓第三定律

一、作用力和反作用力

二、牛頓第三定律的內容

1．內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，這就是牛頓第三定律

錄像結束

2．公式：F＝－F′

3．作用力和反作用力與平衡力的區別

【檢測練習】

1．如圖所示，將兩彈簧秤a、b聯結在一起，當用力緩慢拉a彈簧秤時，發現不管拉力F多大，a、b兩彈簧秤的示數總是相等，這個實驗説明（ ）

A．這是兩隻完全相同的彈簧秤

B．彈力的大小與彈簧的形變量成正比

C．作用力與反作用力大小相等、方向相反

D．力是改變物體運動狀態的原因

2．一根繩子吊着一隻桶懸空時，屬於作用力與反作用力的是( )

A．繩對桶的拉力，桶所受的重力

B．桶對繩的拉力，繩對桶的拉力

C．繩對桶的拉力，桶對地球的作用力

D．桶對繩的拉力，桶所受的重力

3．如圖靜止在斜面上的物塊與斜面之間有一對力的關係？畫圖分析.

4．分析人在走路時，有幾對作用力和反作用力？

5．在你的一生中，質量在變化（有時大，有時小）；位置在變化（在空中，在水中等）；狀態在變化（靜止，加速）。任何時刻地球對你的作用力都等於你對地球的作用力嗎？

【課後總結】

1．使用計算機教學效果好，配合演示實驗，把本節課的難點作用力和反作用力“總是”相等，計算機顯示的圖像對比分明，學生印象鮮明、深刻。

2．有利於幫助學生理解和記憶，用計算機把瞬時變化的力──碰撞過程，以及學生使力（變大變小）的過程通過具體的圖像和學生使力的感受有機結合，使學生對作用力和反作用力“同時”變化，加深記憶和理解。

3．有利於培養學生的能力，把對計算機的圖像的觀察和科學地進行程序分析現象與教學緊密結合起來，能較好地培養學生的觀察能力、思維能力、分析能力。

4．有利於觀念的更新。計算機進入課堂，能激發學生學習、使用計算機的興趣；同時，也是教學手段現代化的必要措施；這對我們教育觀念的更新無疑起了積極的作用。

5．利於計算機輔助教學把課上不易操作的程序在課前完成，課上展示；同時把不易測量的量通過計算機輔助實現，解決課上的難點、重點問題。