单位

晋元高级中学

课题

名称：《牛顿第三定律》                  课型：新授课

执教

王婷婷

概  述

使用教材

沪科版物理高中一年级的第一学期

学科领域

物理

适用年级

高一

学习任务分析:

牛顿第三定律是反映物体间相互作用的规律，是把两个物体的相互作用联系起来的桥梁，它独立地反映了力学规律的另一侧面。它揭示了一对作用力与反作用力大小间的定量关系和方向间的具体关系，既是牛顿运动定律整体的一个基本组成部分，又作为牛顿运动定律的一个独立定律，有着极其广泛的应用。牛顿第三定律是对牛顿第一、第二定律有效补充，可以实现把受力分析的对象从一个物体扩展到多个物体。因此牛顿第三定律和牛顿第一、二定律一起建立了一个完整了理论体系，奠定了整个力学的基础。

教学对象分析:

本节内容学生有良好的知识基础，前面学过力的概念，已有 “力是物体间的相互作用”等认识，对牛顿第三定律涉及的现象有着丰富的生活体验。但是，学生对力的“施力物体”和“受力物体”容易混淆，常常弄不清楚“研究对象”，对“被动受力”的物体也对“主动施力”的物体施加了力的作用感到不理解。故他们对定律的认识既熟悉而又较片面。这就迫切需要深入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷。作为高一年级学生，他们的积极性、主动性较强，有参与意识，可以通过直观的物理实验和生动的课堂讨论来调动学生的学习兴趣。

三维学习目标

知识与技能

（1）知道作用力和反作用力的概念。

（2）理解牛顿第三定律的内容。

（3）理解作用力和反作用力与一对平衡力的异同。

（4）知道牛顿第三定律在生活和科技中的应用。

过程与方法

（1）经历实验观察、归纳推理、实例研究、讨论交流的过程，体验牛顿第三定律的建立过程。

（2）经历感受、分析、对比实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用牛顿运动定律解决实际问题的过程。

情感态度

价值观

（1）体会生活中的作用力与反作用力的现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。

（2）通过分组实验，体验分工合作在实验中的重要作用，增强合作意识。养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯。

（3）通过运用牛顿第三定律解决实际问题的过程，感悟物理学在社会发展中的重要作用。

教学重难点

重点

（1）掌握牛顿第三定律；     

（2）区分平衡力跟作用力与反作用力。

难点

作用力和反作用力与一对平衡力的异同。

教学环境资源

印刷资料

学习活动卡

信息化资源

多媒体课件、智慧课堂平台、学生PAD

实验

演示实验：磁力小车实验，风扇小车实验。

学生实验：小车木板实验，台秤（浮力）实验，DIS实验。

教学流程图

教学流程图说明：

环节一：通过实验探究建立概念

活动I：

实验1：“鼓掌”实验说明力的作用是相互的。

实验2：用两块条形磁铁和两小车说明磁体间的相互作用。

实验3：将上好发条的小车放在木板上释放（木板下垫有一排玻璃棒），小车向前运动的同时木板向后运动。

环节二：通过实验探究作用力与反作用力的关系，认识牛顿第三定律

活动Ⅱ：

活动4：通过一对相互挤压的篮球之间的作用力示意图，分析它们的方向关系。

实验5：浮力和其反作用力的大小关系（固体和液体之间的相互作用力）。

实验6：学生用DIS实验探究物体在运动的情况下，作用力与反作用力的大小关系。

环节三：通过实例体会分析牛顿运动定律在生产、生活和科技中的应用

活动Ⅱ：

实例1：“绳悬挂小桶”分析与平衡力的异同

实例2：风扇小车实验

实例3：“马拉车”情景辨析

教学过程                                 

设计思想

（一）从生活经验中体验物理规律——建立概念

演示实验1：学生鼓掌。

设问：用力鼓掌后，手有什么感觉？说明什么？ 

演示实验2：用两辆装载条形磁铁的小车，同名磁极相对，同时释放小车。发现小车相互远离了。

设问：是什么力让它们远离彼此？

学生实验3：将上好发条的小车放在木板上释放（木板下垫有一排玻璃棒），小车向前运动的同时木板向后运动。

设问：你看到什么现象？出现原因是什么？ 

说明：弹力的作用是相互的，磁场力的作用是相互的，摩擦力的作用是相互的。

——大量的观察和实验表明：两物体之间的作用总是相互的。

A对B有力的作用时，B也一定同时对A有方向相反的力的作用。我们可以把其中任意一个叫做作用力，那么另一个就是反作用力。

（二）在活动实践中探索物理规律——探究作用力与反作用力的关系，认识牛顿第三定律

物体间作用力总是成对出现，那 “作用力”与“反作用力”有哪些关系？

学生活动4：将2个充足气的篮球相互挤压，请同学们画出它们之间的作用力及反作用力的示意图。

思考：作用力与反作用力的方向有什么关系？

发现：作用力与反作用力方向相反，在同一直线上。

学生实验5：浮力和其反作用力的大小关系（台秤实验）

操作1——用弹簧秤勾住小瓶子，记录读数；打开电子台秤开关，将装水的烧杯放置电子台秤上，记录台秤读数。

操作2——将小瓶子悬挂在弹簧秤下端，慢慢浸入水中，浸入一定深度后静止（不要碰到杯壁和杯底），记录此时弹簧秤、台秤的读数。

思考：1.弹簧秤读数如何变化，其变化量说明什么？

浮力大小=F₁－F₂  （弹簧秤示数之差）

2.台秤读数如何变化，其变化量又代表什么？

浮力反作用力大小= F₂’－ F₁’（台秤示数之差）

3.它们的大小关系如何？

归纳：作用力与反作用力大小相等。 

设问：刚才实验是在物体静止的状态下完成测量的，如果两个物体在运动中，或者它们之间的力不断发生变化，作用力与反作用力还相等吗？

学生实验6：用DIS实验探究：物体在运动的情况下，作用力与反作用力的大小、方向的关系。

实验器材：力传感器，数据采集器，计算机。

实验操作：

（A）打开桌面上DIS6.9实验界面→点击专用软件→选择演示实验“3.验证牛顿第三定律”。

（B）两手各持一只力传感器，点击开始记录，将传感器调零。

（C）将两个力传感器的挂钩互相勾住，对拉传感器，并依次完成静止、左右运动（匀速/加速/减速）、上下运动（匀速/加速/减速）等活动，观察曲线和数据。

（D）改为传感器相互挤压的情况，重复上述步骤。完成后点击停止记录。

观察：图像有什么特点？从图像中你能得到什么结论？

归纳总结：作用力与反作用力大小总是大小相等，方向相反，同时产生、同时变化、同时消失。

综合我们上面的结论，就是著名的牛顿第三定律。

牛顿第三定律的表述：

大量事实表明：两个物体之间的作用力和反作用总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。F= -F’

牛顿第三定律，是从有限的事例和实验中，不完全归纳得出结论的，还需要交由以后的理论发展和实践去检验。迄今为止，宏观的物体，其运动速度远小于光速的情况下，牛顿第三定律总是成立的。

（三）利用物理规律丰富实践经验——牛顿运动定律在生活和科技中的应用

实例1：轻绳悬挂小桶。

通过学生分析小桶所受一对平衡力，以及桶与绳之间的作用力反作用力，寻找出作用力与反作用力和平衡力不同，加以有效区别。

 实例2：用风扇小车实验体验反冲运动，分析直升机和火箭飞行的原理。

直升机和火箭升空的原理与风扇小车前进的原理是相似的，都是利用挤压气体获得反作用力作为动力。

实例3：“马拉车”情景辨析

马能向前拉动车，说明马对车的力大于车对马的力。这种说法正确吗？如何解释这种现象？

（四）作业布置：完成情景辨析以及本节课练习册相应部分习题。

1、从特殊到一般归纳推理的不完全归纳法。物理概念习得的归纳推理方式中的“求同法”。物体间三种不同性质的力都发生了相互作用，说明物体间的作用总是相互的，从而建立作用力与反作用力的概念。

2、实验研究法。实验是人为创造一个环境，排除干扰，突出主要因素进行操作。实验的精髓在于控制，物理科学研究方法的核心是实验。本节课以实验为依据建立概念、发现规律，又不断的用实验进行检验。

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