牛頓第三定律教學設計講課案例

1、一、教學任務分析牛頓三大定律是一個有機的整體，牛頓第一定律和牛頓第二定律解決了單個物體的運動和力之間的關系，但自然界的物體是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，一個物體在受到其他物體作用的同時也會對其他物體有作用，牛頓第三定律就是研究物體之間的相互作用的關系的。只有充分地研究物體之間的相互作用，才能比較全面的認識物體的運動規(guī)律。普通高中物理課程標準（實驗）中，在“相互作用與運動規(guī)律”二級主題下對本部分內容要求是“理解牛頓運動定律，用牛頓運動定律解釋生活中的有關問題。”在人民教育出版社普通高中課程標準實驗教科書物理必修1中，本節(jié)內容安排在第四章“牛頓運動定律”的第五節(jié)，前面是靜力學、運動學的內容、牛

2、頓第一定律、第二定律，后面是牛頓運動定律的應用，因此本節(jié)內容起到承上啟下的作用。通過作用力與反作用力總是共生共滅、大小相等、方向相反等性質的學習，其獨特育人價值在于通過對第三定律的學習，能夠啟發(fā)學生客觀、辨證地評價周圍的事物，并培養(yǎng)學生的團隊合作精神?！窘虒W設計說明】教學任務分析首先從物理學的知識體系入手看牛頓第三定律的地位，然后看物理課程標準對牛頓第三定律的教學要求，最后從教材體系安排分析強調教材的基礎性地位和主干性作用，有利于全面準確的理解和真正弄清楚牛頓第三定律的意義、教材編寫意圖，把握教材的精髓和難點，把教材內化為自己的東西，在源于教材的基礎上超越教材（如本節(jié)教學難點的確定），這是課堂

3、中催生和捕捉有價值的生成的前提。二、學情分析學生在學習牛頓第三定律之前，已經學過幾個具體的力、力是物體間的相互作用；學會了對物體的受力分析，掌握了物體的運動規(guī)律，在本章的前面幾節(jié)又剛剛學過牛頓第一、第二定律，這是學習牛頓第三定律的基礎。但是學生對物體間的作用是相互的理解不夠深刻，不明確提出作用力與反作用力概念的意義，而且受日常生活經驗的影響，在學習過程中，往往形成一些錯誤認識，比如：在分析拔河比賽時，想當然的認為：勝方之所以會勝是由于施加給另一方的力大于另一方施加給自己的力，也就是混淆了物體間的相互作用力和平衡力。如果不創(chuàng)設便于學生感受和理解的情境，學生經過努力的記憶，可以背誦牛頓第三定律的表

4、述，但是并不能轉變學生已有的錯誤認識，理解不透徹，用來解決實際問題時仍然出現(xiàn)錯誤。牛頓當年也是經過大量的實驗和前人的總結才得出“牛頓第三定律”，因此，教學中應該采取分組進行實驗探究的方法，既可以增強學生的學習興趣，又可以轉變學生“作用力反作用力與一對平衡力”混淆在一起形成的錯誤認識，還可以培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。三、教學目標1知識與技能（1）知道作用力和反作用力的概念及其關系。（2）理解牛頓第三定律。（3）能正確區(qū)分“一對平衡力”和“一對作用力、反作用力”。2過程與方法（1）在用彈簧測力計探究作用力與反作用力的關系的過程中，培養(yǎng)獨立思考能力和實驗能力。（2）在應用牛頓第三定律分析解釋物理現(xiàn)

5、象的過程中，樹立應用所學知識解決實際問題的意識。3.情感、態(tài)度與價值觀在探究和應用牛頓第三定律的過程中，體會對立統(tǒng)一的思想。四、教學重點和難點重點：牛頓第三定律。難點：作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別。五、教學方法教學方法：實驗法（演示實驗、學生分組實驗），討論法，實驗探究等。六、教學器材PPT演示文稿，帶發(fā)條的玩具車，紙板，條形磁鐵兩塊，小車兩個，分組實驗用的彈簧測力計每人一個，自制小火箭（氣球、支架臺、吸管等），旱冰鞋，力傳感器組件、數(shù)據采集器及配套計算機設備等。七、教學過程（一）通過生活實例，感受作用力與反作用力【事件1】教師總結前面學習的牛頓第一定律、牛頓第二定律解決了單個物體的運動和力

6、之間的關系，并引導學生回憶力的定義，即 “力是物體對物體的作用”，提出今天要學習的牛頓第三定律就是研究物體之間相互作用遵循的規(guī)律?！窘虒W設計說明】根據建構主義理論，學生已有知識是進行新知識意義建構的基礎，通過與前面的知識相聯(lián)系，可以讓學生更好的進入下面的新課教學?！臼录?】教師展示自制“小火箭”、兩個氣球相互擠壓等生活實例，然后圖片展示。給學生看一段小動畫，一個人在小船上推另一只船，發(fā)現(xiàn)兩只船同時向后退。提出問題：氣球的動力來源是什么？為什么最后會落下來？兩個氣球為什么同時發(fā)生形變？兩只船為什么同時后退？這些物體間的作用力有何共同特點？學生先獨立思考，然后回答問題。比較容易得出這些物體之間的力

7、是相互的，而且相互依存，同時產生、同時消失。教師提議給回答較好的同學鼓掌。常言道：“一個巴掌拍不響”，那么請大家比賽拍巴掌，看誰拍得最響，然后請拍得最響的同學談感受，兩個巴掌都拍疼了，變紅了，這說明什么？通過分析拍巴掌后會疼，巴掌都變紅了，說明兩手間存在作用力，并且是相互的。教師提示拍巴掌有兩種方式：兩個巴掌一起拍，或者一個巴掌拍向另一個。效果是一樣的?！窘虒W設計說明】從實例引人，給人以啟迪，讓學生在“生活情境”中學習物理。同時，此處的兩種不同的拍掌方式感受作用力與反作用力，為后面用彈簧測力計進行學生探究實驗奠定基礎。【事件3】教師提出：以上我們研究的都是相互接觸的兩個物體，那么對不接觸的物體

8、間的作用也是相互的嗎？【演示實驗1】在兩輛小車上各固定磁鐵，讓它們彼此接近但不直接接觸，兩手同時放開，可看到，如果是同極會相互排斥向相反方向運動，如果是異極會相互吸引靠攏到一起。【教學設計說明】此處的設計是為了消除部分同學存在的錯誤認識，即認為相互接觸的物體間的作用力是相互的，不接觸的物體間的作用力可能不適用。【事件4】鑒于生活中有些力的作用效果不易觀察，設計玩具車演示實驗。首先提出問題：汽車在地面上運動需要地面給它力的作用，那么汽車對地面有作用力嗎？我們并沒有看到地面向反方向運動?。俊狙菔緦嶒?】：把紙板放在并排的玻璃圓管上，然后把玩具小車上緊發(fā)條，釋放發(fā)條后放在紙板上，問：當手離開小車時發(fā)

9、生什么現(xiàn)象？說明什么問題？學生通過觀察實驗，討論得出汽車與地面之間的作用力也是相互的。利用學生強烈的好奇心和求知欲，教師可以乘勝追擊地問：“以上各個實驗說明什么結論？”可引導學生得出“兩個物體之間的作用總是相互的”教師立即給出“作用力與反作用力”的概念。對學生的正確回答給予一定鼓勵，由學習的直接興趣升級為間接興趣、轉化為學科情感，使學生的無意注意同時轉化為有意注意?！窘虒W設計說明】教師要寓學法指導于教學中，做到“授人以漁”，即教給學生學習的方法、培養(yǎng)其能力才是物理教學的落腳點。通過分析各種情況下的物體相互作用，讓學生養(yǎng)成認真細致，勤于思考，積極動腦的學習習慣。（二）學生實驗，探究作用力與反作用

10、力的關系【事件5】分析上面磁鐵小車的運動，從力的性質、同時性、作用物體等方面，探究作用力與反作用力的定性關系。 師生共同討論，得出作用力與反作用力性質相同、具有同時性、作用在兩個不同的物體上。提出問題：既然物體之間力的作用是相互的，那么我們很容易想到另一個問題：相互作用力的大小有什么關系？（本節(jié)課的核心問題）你能根據生活中的哪些現(xiàn)象猜想出什么結論？【事件6】學生可能舉出的例子與想到的問題：拔河比賽時，勝方之所以會勝可能是由于施加給另一方的拉力大于另一方施加給自己的力？雞蛋碰石頭與石頭碰雞蛋，為什么受傷的總是雞蛋？我們可以通過實驗來探究一下?！窘虒W設計說明】此處的設計沒有在學生學習了作用力與反作

11、用力后，直接探究它們之間的關系，而是提出拔河比賽中的例子，設置懸念，產生疑惑，這個疑惑為后面的拔河體驗活動埋下伏筆，激發(fā)學生探究的欲望。很明顯，學生從后面實驗得出的結論是兩個拉力大小相等，【事件7】利用每位同學手上的彈簧測力計，設計一個探究物體間的作用力與反作用力的關系的方案。教師在學生思考的基礎上通過提問可了解學生的實驗設計并作出指導?！緦W生實驗】（1）受前面鼓掌方式的啟發(fā)，學生設計實驗的方式也可能有多種：兩個彈簧測力計對拉；一個手握住彈簧測力計不動，拉另一個；將一個彈簧測力計固定在鐵架臺上，用手持另一個彈簧測力計拉等?？捎蓪W生分組合作完成，有的同學操作，有的同學觀察彈簧測力計示數(shù)。（2）拉

12、力改變時，觀察彈簧測力計示數(shù)。通過分析實驗數(shù)據，總結出作用力與反作用力大小基本相同，方向相反，且在一條直線上，作用在不同的物體上。（三）力傳感器精確測量實驗【事件8】教師分析上面的實驗在物體處于運動狀態(tài)或者受到變力時不易測量，同時指出科技的發(fā)展使得我們的實驗手段也有了大幅提高，然后介紹基于力傳感器的DIS lab數(shù)字化實驗設備。師生合作完成演示實驗，實驗分兩種情況：靜止時和運動時。得到實驗數(shù)據，并分析數(shù)據曲線。提出如下問題：1.曲線反映了作用力和反作用力的大小有什么關系？2.曲線反映了作用力和反作用力的方向有什么關系？結合前面的實例分析歸納得出作用力與反作用力的“四同三異”，“四同”即等大、共

13、線、同時、同性；“三異”即反向、異物、作用效果不能相互抵消?！窘虒W設計說明】牛頓依據力的三要素，從針對力和運動的角度總結出的牛頓第三定律涉及等大、反向、共線3方面，但是為更好的理解作用力與反作用力，教師應該引導學生分析的較為全面，并可為后面與平衡力的對比打下基礎。（四）牛頓第三定律【事件9】教師指出上面的探究結論早在三百多年前就由牛頓提出，即牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。公式：FF（負號表示方向相反）（五）相互作用力與平衡力的比較【事件10】教師提出問題：牛頓第三定律指出作用力與反作用力大小相等，那前面我們提到的拔河比賽為什么會有輸贏呢

14、？由此引出另一個學生小實驗?！緦W生體驗活動】1.讓力氣大的同學與力氣小的同學進行拔河比賽讓學生展開想象的翅膀進行猜想：如何讓力氣大的同學輸呢？【教學設計說明】猜想是發(fā)展學生創(chuàng)新思維的有效辦法之一，就如牛頓所說：“沒有大膽的推測就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)”。2讓力氣大的同學穿上旱冰鞋重新拔河，通過這個實驗起到對比強調的作用。從實驗中引導學生，不管哪位同學贏，兩位同學的拉力大小都是相等的。通過上面的體驗活動，學生找到了拔河比賽中的輸贏在于地面的摩擦力。與事件6遙相呼應，由此，教師不失時機的提出平衡力與相互作用力的比較?！窘虒W設計說明】通過生動、有趣、神秘的實驗，糾正了學生錯誤的前概念，不但能穩(wěn)住興趣，還

15、能喚起學生對自然奧秘的求知欲，使課堂情境優(yōu)化設計?！臼录?1】作用力與反作用力和一對平衡力有什么異同點。引導學生歸納、討論、總結異同點。如下表： 名稱項目平衡力相互作用力共同點大小相等、方向相反、作用在同一直線上不同點作用對象同一物體相互作用的兩個物體力的變化沒有必然的對應關系同時產生、同時消失、同時變化力的性質可以是不同性質的力同一性質的力作用效果可以抵消，合力為零不可抵消，不可求合力【教學設計說明】再次培養(yǎng)語言概括能力，將觀察實驗與科學理論思維方法結合起來，這不但有助于興趣和能力的提高，也有助于形成唯物主義世界觀和辨證的認識論。（六）實際應用【實例1】神州六號發(fā)射?！緦嵗?】人走路?！緦嵗?】直升飛機。神舟六號發(fā)射人走路直升飛機【教學設計說明】通過展示生活中有關牛頓第三定律應用的實例，解釋其中原理，讓學生體會物理知識對生產、生活的巨大影響；調動學生參與科技活動的熱情，增強學生將物理知識應用于生活和生產實踐的意識，促使學生勇于探究與日常生活有關的物理學問題。（七）課堂小結1.物體之間的作用是相互的?！白饔昧εc反作用力”是相對而言的，其中一個是作用力，另一個力