2024年高中物理第四章第5節(jié)牛頓第三定律教案新人教版必修1

PAGEPAGE9牛頓第三定律教材分析牛頓第一、二定律描述了一個(gè)物體受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，牛頓第三定律是把一個(gè)物體受到的力與其他物體受到的力聯(lián)系起來(lái)的橋梁，它獨(dú)立的反映了力學(xué)規(guī)律的另一側(cè)面。因此它是對(duì)牛頓第一、二定律最有效的補(bǔ)充，有了它就會(huì)把受力分析的對(duì)象從一個(gè)物體擴(kuò)展到多個(gè)物體，拓寬了分析思路和解題范圍。因此牛頓第三定律和牛頓第一、二定律一起建立了一個(gè)完整了理論體系，奠定了整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)。牛頓第三定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的重要組成部分，是物體間相互任用力的基本規(guī)律，有了第三定律就可以把牛頓運(yùn)動(dòng)定律的探討對(duì)象由一個(gè)物體推廣到多個(gè)物體。定律是對(duì)力的概念的完善，是進(jìn)行受力分析的有效途徑。同時(shí)也是今后學(xué)習(xí)系統(tǒng)時(shí)區(qū)分內(nèi)力和外力的依據(jù)。另外，本節(jié)課的獨(dú)特育人價(jià)值在于通過(guò)對(duì)第三定律的學(xué)習(xí)，能夠啟發(fā)學(xué)生視察生活中的物理現(xiàn)象，分析該現(xiàn)象的物理原理，應(yīng)用所學(xué)物理學(xué)問(wèn)解決實(shí)際問(wèn)題，并能培育學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

學(xué)情分析學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課前已經(jīng)學(xué)習(xí)了力和運(yùn)動(dòng)的有關(guān)學(xué)問(wèn)，對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有了肯定的相識(shí)。本章中最重要的學(xué)問(wèn)點(diǎn)是“牛頓其次定律”，但是學(xué)生對(duì)探討對(duì)象仍舊是辨別不清，常常混淆物體系間的內(nèi)力和外力。最難的是學(xué)生不清晰物體系間單個(gè)物體的受力，及它們之間力的關(guān)系。經(jīng)過(guò)本節(jié)課對(duì)物理現(xiàn)象的分析總結(jié)恰好能夠解決以上全部的疑問(wèn)。學(xué)生初中學(xué)習(xí)過(guò)第三定律，因此可能有輕視思想。學(xué)生只重視定律的結(jié)論，對(duì)定律所體現(xiàn)的深層次的相互作用力的特點(diǎn)往往留意不夠，對(duì)一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力的關(guān)系就不簡(jiǎn)潔區(qū)分，這是本節(jié)內(nèi)容應(yīng)加以關(guān)注的地方。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)幾個(gè)詳細(xì)的力，學(xué)會(huì)了對(duì)物體的受力分析，駕馭了物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但是在學(xué)生的頭腦中往往有這樣一種錯(cuò)誤相識(shí)：當(dāng)一個(gè)大人和一個(gè)小孩在拔河競(jìng)賽時(shí)，大人之所以會(huì)勝，是由于大人施加給小孩的力大于小孩施加給大人的力。假如干脆給出牛頓第三定律，學(xué)生的感覺(jué)是簡(jiǎn)潔無(wú)味，實(shí)則理解不透，更不能用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。而當(dāng)年牛頓便是經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和前人的總結(jié)才得出“牛頓第三定律”。教學(xué)中假如我們實(shí)行分組進(jìn)行試驗(yàn)探究的方法，既可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)愛(ài)好，還可以培育學(xué)生的科學(xué)探究、解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)力。設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)試驗(yàn)與學(xué)生簡(jiǎn)易操作并重，試驗(yàn)操作與課件展示并重，理論分析與試驗(yàn)探究并重。體現(xiàn)探究思想，經(jīng)驗(yàn)探究過(guò)程，感受探究結(jié)果。三維目標(biāo)學(xué)問(wèn)與技能1．知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念；2．理解牛頓第三定律的準(zhǔn)確含義，能用它解決簡(jiǎn)潔的問(wèn)題；3．能區(qū)分平衡力與作用力和反作用力。過(guò)程與方法1．通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)試驗(yàn)，培育學(xué)生的獨(dú)立思索實(shí)力和試驗(yàn)實(shí)力；2．通過(guò)用牛頓第三定律分析物理現(xiàn)象，可培育學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)力；3．通過(guò)激勵(lì)學(xué)生動(dòng)手、大膽質(zhì)疑、勇于探究，可提高學(xué)生自信念并養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。情感、看法與價(jià)值觀1．培育學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)看法和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神；2．激發(fā)學(xué)生探究的愛(ài)好，養(yǎng)成一種科學(xué)探究的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)1．知道力的作用是相互的，駕馭作用力和反作用力；2．駕馭牛頓第三定律并用它分析實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)正確區(qū)分平衡力和作用力、反作用力。教學(xué)方法試驗(yàn)探究、探討溝通、多媒體協(xié)助教學(xué)。教具打算多媒體課件，彈簧秤若干、小車兩個(gè)、條形磁鐵兩只。課時(shí)支配1課時(shí)教學(xué)過(guò)程［新課導(dǎo)入］前面我們學(xué)習(xí)了探討力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間關(guān)系的牛頓第肯定律和牛頓其次定律。力是物體與物體之間的相互作用，也就是說(shuō)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力的作用同時(shí)另一物體也必定對(duì)這一物體也施加了力的作用。那么這兩個(gè)力之間存在著怎樣的關(guān)系呢？這節(jié)課我們學(xué)習(xí)牛頓第三定律，來(lái)解決這兩個(gè)力之間的關(guān)系。［新課教學(xué)］一、作用力和反作用力1、力是物體與物體間的相互作用力是物體對(duì)物體的作用。只要談到力，就肯定存在著受力物體和施力物體。舉例：你在踢足球的時(shí)候，為什么足球會(huì)飛了出去？（對(duì)足球施加了一個(gè)力，使足球獲得一個(gè)初速度，從而飛了出去。）而你在與足球接觸的時(shí)候，有沒(méi)有感覺(jué)到足球也對(duì)你施加一個(gè)作用力。假如沒(méi)有，你可以去踢一下鉛球，我想這時(shí)你就會(huì)有刻骨銘心的感覺(jué)。請(qǐng)一位來(lái)幫助做演示。讓這位同學(xué)手中托一本課本，說(shuō)明你對(duì)課本有作用力的同時(shí)，課本對(duì)你也一個(gè)力的作用。要求全體同學(xué)用左手打一下右手，問(wèn)學(xué)生哪只手會(huì)痛？（都痛）為什么？（左手對(duì)右手有一個(gè)力的作用，而右手反過(guò)來(lái)對(duì)左手也有一個(gè)力的作用。所以都會(huì)痛）現(xiàn)在我們看一下這個(gè)試驗(yàn)。在兩只小車上各放一條磁鐵，讓兩條磁鐵同性相對(duì)。假如這時(shí)我放開(kāi)手，兩只小車會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)。（同時(shí)反向）用手拉彈簧，彈簧受到手的拉力，同時(shí)彈簧發(fā)生形變，手也就受到彈簧的拉力。坐在椅子上用力推桌子，會(huì)感到桌子也在推我們，我們的身體要向后仰。在安靜的水面上，一只船上的人用力推另一只船，另一只船也要推前一只船，兩只船將同時(shí)從靜止起先向相反方向運(yùn)動(dòng)。我們常說(shuō)，地面上的物體受到地球的吸引（重力），其實(shí)，地球也在受著地面上的物體的吸引，地球和地面上物體之間的作用也是相互的。如此等等，數(shù)不勝數(shù)。視察和試驗(yàn)表明：兩個(gè)物體之間的作用總是相互的。一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一物體肯定同時(shí)對(duì)前一物體也施加了力。2、作用力與反作用力（1）作用力和反作用力物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫做作用力（action）和反作用力（reaction）。物體間的作用力總是成對(duì)出現(xiàn)的，我們就把這一對(duì)相互作用力稱為作用力與反作用力，我們可以把其中任何一個(gè)力叫做作用力，另一個(gè)力叫做反作用力。作用力與反作用力的叫法沒(méi)有硬性的規(guī)定，我們可以把這對(duì)相互作用力中隨意一個(gè)稱為作用力，那么對(duì)應(yīng)的另一個(gè)力就為反作用力。舉例：粉筆盒放在講臺(tái)上，它就會(huì)受到講臺(tái)對(duì)它的支持力。同時(shí)粉筆盒就會(huì)有一個(gè)壓力作用于講臺(tái)。我們可以把支持力稱為作用力，那么壓力就為反作用力。我們也可以把壓力稱為作用力，那么這時(shí)支持力就為反作用力。重力同樣也有反作用力，重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。由于力的作用是相互的，地面上的物體受到地球的吸引，反過(guò)來(lái)地球也要受到地面上的物體的吸引。所以重力的反作用力為物體對(duì)地球的吸引力。（2）全部實(shí)際力都有它的反作用力由于力的作用總是相互的，所以一個(gè)物體受到的全部實(shí)際力都有它的反作用力。（3）作用力與反作用力的施力物體和受力物體剛好相互交換水平面對(duì)物體的支持力（施力物體為水平面，受力物體為物體）的反作用力就為物體對(duì)水平面的壓力。壓力施力物體為物體，受力物體為水平面。與它的作用力剛好相反。即甲對(duì)乙的力的反作用力是乙對(duì)甲的力。所以將某個(gè)力的施力物體和受力物體調(diào)換后所得到的力即是該力的反作用力。作用力作用力反作用力甲對(duì)乙的力乙對(duì)甲的力反作用力二、牛頓第三定律現(xiàn)在有請(qǐng)坐在墻邊的同學(xué)用力打一下墻壁，有的用力較大，這時(shí)手就會(huì)痛；用較小的力輕輕的打一下，手就不會(huì)痛。作用力和反作用力的大小之間、方向之間有什么樣的關(guān)系？這又是一個(gè)定量的問(wèn)題，而定量的問(wèn)題只靠日常的視察和閱歷是解決不了的，它須要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)量。【試驗(yàn)】探究作用力與反作用力的關(guān)系把A、B兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)連接在一起，B的一端固定，用手拉彈簧測(cè)力計(jì)A。如圖所示，可以看到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的指針同時(shí)移動(dòng)。這時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)A受到B的拉力F′，彈簧測(cè)力計(jì)B則受到A的拉力F。F與F′的關(guān)系是否有變更？現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們一邊看一下課本的試驗(yàn)內(nèi)容，一邊做這個(gè)試驗(yàn)。在做試驗(yàn)的過(guò)程視察、分析彈簧秤A對(duì)彈簧秤B的拉力和彈簧秤B對(duì)彈簧秤A的拉力之間的關(guān)系。并畫(huà)出兩只彈簧秤相互拉伸時(shí)的相互作用力的示意圖。把A、B兩只彈簧秤聯(lián)結(jié)在一起，用力拉彈簧秤A，這時(shí)兩只彈簧秤就都有了示數(shù)。兩只彈簧秤相互拉伸時(shí)的相互作用力F與F′有什么規(guī)律？力是矢量，既有大小又有方向，因此我們必需同時(shí)考慮這兩個(gè)方面。從彈簧秤B讀出的是什么？（A對(duì)B的拉力）從彈簧秤A讀出的是什么？（B對(duì)A的拉力）這兩個(gè)力是一對(duì)什么力？（作用力與反作用力）它們的大小關(guān)系呢？（相等）方向呢？（相反）變更一下手拉彈簧秤的力，視察一下兩只彈簧秤的讀數(shù)是怎樣變更的？（兩只彈簧秤的讀數(shù)同時(shí)發(fā)生變更，而且讀數(shù)總保持相等）【多媒體課件展示、分析上面的試驗(yàn)】這個(gè)試驗(yàn)表明：作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上?！咀鲆蛔觥?/p>

用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系試驗(yàn)時(shí)把一只力傳感器連在計(jì)算機(jī)上，傳感器的鉤子上掛鉤碼，鉤子受力的大小隨時(shí)間變更的狀況，可以由計(jì)算機(jī)屏幕顯示。如圖所示，試驗(yàn)時(shí)把兩只力傳感器同時(shí)連在計(jì)算機(jī)上，其中一只系在墻上，另一只握在手中。橫坐標(biāo)軸上下兩條曲線分別表示兩只傳感器受力的大小。用力拉一只傳感器，可以看到，在一只傳感器受力的同時(shí)，另一只傳感器也受到力的作用，而且在任何時(shí)刻兩個(gè)力的大小都是相等的、方向都是相反的。運(yùn)動(dòng)中兩物體間的作用力和反作用力同樣遵從牛頓第三定律，這一點(diǎn)可以用力傳感器清晰地顯示。把一只力傳感器系在一個(gè)物體上，另一只握在手中，當(dāng)通過(guò)傳感器用力拉物體時(shí)，盡管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能變更，力的大小也可能隨時(shí)間變更，但在任何時(shí)刻，作用力和反作用力總保持大小相等、方向相反。這表明，牛頓第三定律所闡明的作用力與反作用力的關(guān)系，不僅適用于靜止物體之間，也適用于運(yùn)動(dòng)物體之間，即這種關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與參考系的選擇也無(wú)關(guān)。1、內(nèi)容兩個(gè)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（Newtonthirdlaw）。在生活和生產(chǎn)中牛頓第三定律的例子是許多的。劃船時(shí)槳向后推水，水就向前推槳，從而將船推向前進(jìn)。與此類似，輪船的螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)也是向后推水，水同時(shí)給螺旋槳一個(gè)反作用力，推動(dòng)輪船前進(jìn)。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于輪胎和地面間的摩擦，車輪向后推地面，地面給車輪一個(gè)向前的反作用力，使汽車前進(jìn)。汽車受到的牽引力就是這樣產(chǎn)生的。若把驅(qū)動(dòng)輪架空，不讓它跟地面接觸，這時(shí)車輪雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但車輪不推地面，地面也就不產(chǎn)生向前推車的力，汽車就不會(huì)前進(jìn)。陷在泥濘中的汽車，盡管車輪飛轉(zhuǎn)，車也不能前進(jìn)，就是這個(gè)道理。為了避開(kāi)這類問(wèn)題，多數(shù)越野車可以按須要分別由前輪或后輪驅(qū)動(dòng)。2、公式F＝－F′3、作用力和反作用力的內(nèi)涵作用力和反作用力總是相互依存，同時(shí)存在的，沒(méi)有因果之分。①大小相等②方向相反③作用在一條直線上④同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)存在，同時(shí)消逝⑤力的性質(zhì)相同⑥適用于一切性質(zhì)的力⑦適用于一切運(yùn)動(dòng)狀態(tài)4、作用力和反作用力的特性①相互性兩個(gè)物體間力的作用是相互的，施力物體和受力物體對(duì)兩個(gè)力來(lái)說(shuō)是互換的，我們把其中一個(gè)力稱為作用力，那么另一個(gè)就為反作用力。②同時(shí)性通過(guò)上面的試驗(yàn)視察我們知道，當(dāng)我變更手的拉力時(shí)，兩只彈簧秤的讀數(shù)是同時(shí)在變更的。作用力變大，反作用力就變大。作用力變小，反作用力就變小。作用力消逝，反作用力也就消逝。沒(méi)有作用力就沒(méi)有反作用力，兩者互為依存。③同類性同類性就是說(shuō)作用力與反作用力的性質(zhì)是相同的。假如作用力是彈力，反作用力肯定是彈力；假如作用力是摩擦力，反作用力肯定是摩擦力。④異體性作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上。5、平衡力與作用力和反作用力的區(qū)分由牛頓第三定律我們知道作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上。初中時(shí)我們學(xué)過(guò)平衡力，它也是大小相等，方向相反，作用在一條直線上的兩個(gè)力，那么兩者有什么區(qū)分呢？（可讓學(xué)生思索，然后提問(wèn)?？偨Y(jié)后列表來(lái)比較）①作用對(duì)象不同：一對(duì)相互作用力分別作用在兩個(gè)物體上，施力物體和受力物體剛好交換；一對(duì)平衡力同時(shí)作用在一個(gè)物體上。②作用性質(zhì)不同：一對(duì)平衡力中的兩個(gè)力性質(zhì)不肯定相同，而一對(duì)相互作用力總是同種性質(zhì)的力。③作用時(shí)間不同：一對(duì)相互作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝、同時(shí)變更；而一對(duì)平衡力中某一個(gè)力變更或消逝時(shí)，另一個(gè)力不肯定隨之變更或消逝。④作用效果不同：一對(duì)平衡力共同作用的效果使物體處于平衡狀態(tài)，而一對(duì)相互作用力對(duì)不同物體分別產(chǎn)生各自的狀態(tài)變更效果。作用力與反作用力一對(duì)平衡力作用在兩個(gè)物體上作用在同一物體上性質(zhì)相同性質(zhì)不肯定相同同生、同滅、同增、同減沒(méi)有必定的對(duì)應(yīng)關(guān)系成對(duì)出現(xiàn)不肯定效果不能抵消，不行求合力效果相互抵消，合力為零適用于各種狀態(tài)狀態(tài)變更時(shí)原平衡力不肯定相等作用力和反作用力是沖突的兩個(gè)方面，它們是對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。對(duì)立的表現(xiàn)是：發(fā)生相互作用的兩個(gè)物體，既相互施加力，又同時(shí)受到對(duì)方所施加的作用力，兩者的方向總是相反的；其統(tǒng)一的表現(xiàn)是：兩力同時(shí)存在，同時(shí)消逝，互為依存。舉例：桌子上放一粉筆盒。壓力和支持力是一對(duì)作用力與反作用力，它們性質(zhì)相同。支持力和重力是一對(duì)平衡力，它們的性質(zhì)不同。說(shuō)明同一性的區(qū)分。撤掉桌子，支持力消逝，它的反作用力壓力也同時(shí)消逝。而它的平衡力重力并沒(méi)有消逝。說(shuō)明同時(shí)性的區(qū)分。牛頓第三定律在生活中的應(yīng)用是非常廣泛的?！菊n堂探究】FF′GFF′GG′F和F′是一對(duì)什么力（作用力與反作用力）G和G′是一對(duì)什么力（作用力與反作用力）F和G是一對(duì)什么力（一對(duì)平衡力）F′和G′是一對(duì)什么力（什么也不是）2．一個(gè)物體靜止的放在水平支持物上，試證明物體對(duì)支持面的壓力的大小等于物體所受的重力的大小，在證明過(guò)程中說(shuō)出你的依據(jù)。3．甲、乙兩位同學(xué)在課間休息時(shí)相互打鬧，甲失手將乙打痛了。甲狡辯說(shuō)：力的作用是相互的，我給了你多大的力，你同樣給了我多大的力；我把你打痛了，你同樣也把我打痛了。你對(duì)此如何評(píng)判？4．在拔河競(jìng)賽中，甲隊(duì)勝了乙隊(duì)，是不是由于甲隊(duì)作用于乙隊(duì)的力大于乙隊(duì)作用于甲隊(duì)的力。為什么？假如不是那是由于什么緣由。5．用手壓彈簧，手先給彈簧一個(gè)作用力，彈簧形變后給手一個(gè)彈力，這個(gè)說(shuō)法對(duì)不對(duì)。為什么？［小結(jié)］這節(jié)課我們相識(shí)了作用力和反作用力，而這節(jié)課的重點(diǎn)是了解牛頓第三定律。牛頓第三定律揭示了作用力與反作用力之間的關(guān)系──作用力與反作用力是大小相等，方向相反，作用在一條直線上的。以及作用力與反作用力的相互性、同時(shí)性、同類性和異體性等。并要留意作用力與反作用力跟我們初中學(xué)過(guò)的一對(duì)平衡力的區(qū)分。［作業(yè)布置］第82頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)。板書(shū)設(shè)計(jì)5．牛頓第三定律一、作用力和反作用力1、力是物體與物體間的相互作用兩個(gè)物體之間的作用總是相互的。一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一物體肯定同時(shí)對(duì)前一物體也施加了力。2、作用力與反作用力（1）作用力和反作用力物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫做作用力（action）和反作用力（reaction）。（2）全部實(shí)際力都有它的反作用力（3）作用力與反作用力的施力物體和受力物體剛好相互交換作用力作用力反作用力甲對(duì)乙的力乙對(duì)甲的力反作用力二、牛頓第三定律1、內(nèi)容兩個(gè)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（Newtonthirdlaw）。2、公式F＝－F′3、作用力和反作用力的內(nèi)涵①大小相等②方向相反③作用在一條直線上④同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)存在，同時(shí)消逝⑤力的性質(zhì)相同⑥適用于一切性質(zhì)的力⑦適用于一切運(yùn)動(dòng)狀態(tài)4、作用力和反作用力的特性①相互性②同時(shí)性③同類性④異體性5、平衡力與作用力和反作用力的區(qū)分①作用對(duì)象不同②作用性質(zhì)不同③作用時(shí)間不同④作用效果不同作用力與反作用力一對(duì)平衡力作用在兩個(gè)物體上作用在同一物體上性質(zhì)相同性質(zhì)不肯定相同同生、同滅、同增、同減沒(méi)有必定的對(duì)應(yīng)關(guān)系成對(duì)出現(xiàn)不肯定效果不能抵消，不行求合力效果相互抵消，合力為零適用于各種狀態(tài)狀態(tài)變更時(shí)原平衡力不肯定相等說(shuō)一說(shuō)牛頓第三定律探討的現(xiàn)象司空見(jiàn)慣，所以不難信任它的正確性。但是，遇到一些詳細(xì)問(wèn)題時(shí)，好像又不盡然。一個(gè)瘦弱的男子與一個(gè)大力士“掰腕子”，兩手之間的作用力和反作用力一樣大嗎？若兩者一樣大，大力士怎么會(huì)贏呢？同學(xué)們不要嘗試與