人教版高中物理必修一4.5牛頓第三定律教學設計

牛頓第三定律教學設計浙江省三門中學 漆思佳一、教學設計思路：物理是一門實驗科學，很多物理規(guī)律都是從實驗總結深化得出。牛頓第三定律的得出同樣是基于大量的事實，進行科學總結歸納后形成認識。因此，本節(jié)課的設計基于學生認識的層次性，設計大量的演示實驗結合學生親身體驗的探究性實驗，層層遞進、層層深入，在已有基礎上構建新知。首先從當下的熱點，嫦娥三帶著月兔升空說起，和學生一起觀看火箭點火、發(fā)射過程，從中意識火箭升空的力學背景，再通過課堂小實驗：噴氣火箭的升空，進一步認識火箭對氣體、氣體對火箭的相互作用力。緊接著一系列的演示小實驗進一步認識幾種常見力的相互作用，讓學生結合生活中的其他情況得出結論：力的作用都是相互的，同時總結出相互作用力的方向和作用點。緊接著再通過學生親身經(jīng)歷相互作用力關系的探究，初步確定相互作用力的大小、方向關系。在彈簧實驗后再結合DIS進行定量探究，最終得出牛頓第三定律結論。接下來通過拔河問題引導學生再一次進行深入思考，辨識平衡力與相互作用力，從而將本節(jié)所學的內容納入原有的知識體系中，真正的鞏固下來。本節(jié)課以實驗為切入點，以問題為線索，形成思維沖擊鏈。引導學生思考、猜想、探究、分析，教師為課堂的組織者，突出學生主體地位，實現(xiàn)知識的有效構建。二、前期分析：學情分析牛頓第三定律是必修一第四章中的第五節(jié)，在此之前已學習了牛頓第一定律與牛頓第二定律，已經(jīng)能夠初步從受力的角度來研究物體的運動。而這時候研究的對象僅僅局限于單一的物體，而我們所處的客觀世界不是孤立的體系，通過牛頓第三定律，則可以把物體的受力擴展到系統(tǒng)中的物體上，研究多個物體的受力情況。學生對力的認識基于初中所學，對相互作用有朦朧的等大、反向、異物、共線概念，實際上并沒有真正理解，不能在實際情景中應用分析。很多同學對知識只是簡單記憶，有點知其然不知其所以然，一方面容易將相互作用力與平衡力進行混淆，一方面又在物體做變速運動產(chǎn)生加速度時將相互作用與單一物體合力不為零產(chǎn)生加速度混淆。因此，需要在這兩方面設計相應情景，讓學生通過親身體驗與實驗觀察，思考分析后真正理解，最終把本節(jié)所學與之前所學聯(lián)系起來，構建成知識體系，以便在接下來的學習中形成解題策略。教學重點1. 用彈簧秤實驗初步探究相互作用力的關系2. 用DIS實驗進一步探究相互作用力的關系3. 用牛頓第三定律解釋生活中的有關問題4. 能區(qū)分相互作用力與平衡力教學難點1. 區(qū)分相互作用力和平衡力2. 能夠在實際情景中運用牛頓第三定律進行受力分析三、教學目標(一) 知識與技能1. 認識力的作用是相互的，能找出任意一個力對應的反作用力2. 知道牛頓第三定律的內容，知道作用力與反作用力的大小關系不受物體運動狀態(tài)和參考系等的影響3. 能運用牛頓第三定律解釋在實際生活中遇到的一些問題4. 能區(qū)分平衡力、相互作用力(二) 過程與方法1. 通過觀察、分析演示實驗，進一步認識物體間力的作用是相互的，提出作用力與反作用力的概念2. 經(jīng)歷實驗探究的過程，得出牛頓第三定律3. 通過演示實驗創(chuàng)設牛頓第三定律應用的情景(三) 情感態(tài)度與價值觀1、 通過觀看嫦娥三號火箭發(fā)射的視頻，增強民族自豪感，激發(fā)學習物理的興趣2、 通過觀察演示實驗、經(jīng)歷探究實驗的過程，提升團隊協(xié)作能力四、課前準備：自制噴氣小火箭、自制明輪小船、水槽、電動小車、木板、滾筒、綁有磁鐵的小車、四輪滑板、指針式臺秤、燒杯、演示用彈簧測力計、鐵架臺、安卓智能手機、雙面膠帶、無線鼠標、無線路由器、dis力學傳感器（配套dis軟件）、學生探究用彈簧測力計（2*25）、上課用ppt五、教學過程設計（一）提出問題觀看視頻：嫦娥三號發(fā)射。演示實驗1：噴氣小火箭。問題1：火箭為什么能升空？問題2：誰給火箭施加力？問題3：火箭隊空氣有沒有作用力？（力的作用是相互的，在生活中有許多相互作用的例子）學生舉例：演示實驗2：磁性小車間的相互排斥。演示實驗3：船在水中前行。小結：問題4：作用力與反作用力有什么關系？（二）實驗探究1學生探究實驗任務：探究作用力和反作用力的關系1 猜想：2 設計方案：3 實驗過程：注意事項：（1）彈簧秤要調零； （2）彈簧秤在使用時要沿軸線方向拉； （3）拉力不能超出彈簧秤的彈性限度。實驗操作FAFB大小方向大小方向彈簧秤靜止時彈簧秤運動時結論： 2DIS演示探究3汽車里DIS實驗視頻播放（三）牛頓第三定律內容：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。理解：（1）作用力與反作用力總是“等值”、“反向”、“共線”、“異體”。 （2）“總是”表示與物態(tài)、力的性質、運動狀態(tài)、參考系無關。（四）規(guī)律應用教師：接下來，大家觀察老師做幾個小實驗，從作用力的角度思考，完成活動單上第一個活動明輪電動船置于水槽中，閉合開關，小船在水槽中前進；用手抓住小船，閉合開關后，小船不前進，水槽中的水被往后排。演示實驗3：小車放在長直膠木板上，木板放在滾筒上。啟動小車，小車往前運動，同時木板往后運動。按住小車啟動開關、小車不動、木板往后運動；按住木板啟動小車，木板不動，小車向前運動。演示實驗4：兩個綁有磁鐵的小車A、B，同名磁極相對時，同時釋放，小車往兩邊分開；將其中小車A固定，釋放小車B，小車B被排斥走；將小車B固定，釋放小車A，小車A被排斥走。換成異名磁極重復以上步驟。演示實驗5：小臺秤上放置一杯水，用彈簧秤掛一重物，將重物置于水中，臺秤讀數(shù)變大，彈簧秤示數(shù)變小。學生展示活動單成果、闡述結論。教師總結：物體A對物體B有作用，同時物體B對物體A也有作用，若把A對B的力稱為作用力，則可以把B對A的作用力成為反作用力，把這樣一對作用力與反作用力叫做二者互成相互作用作用力反作用力物體A 物體B作用力與反作用力教師板書：提問：相互作用力有什么關系？引導學生總結出，方向相反，作用在相互的兩個物體上，性質相同等問：作用力與反作用力之間的大小關系呢？學生實驗：探究相互作用力的大小關系1、 分組2、 猜想、設計方案、由簡單到復雜3、 學生用兩個彈簧秤實驗4、 教師巡視指導、把學生實驗過程用手機無線投影到大屏幕上5、 學生展示成果、評價6、 結論教師引導分析：物體運動時用彈簧秤指針有變動、讀數(shù)比較困難，可不可以用什么來代替彈簧秤進行實驗？引入dis實驗系統(tǒng)，用雙向力傳感器進行實驗，實時精確測量相互作用力的大小總結規(guī)律、得出結論：作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。牛頓第三定律作用在同一直線上總是大小相等方向相反作用力與反作用力板書：規(guī)律應用：甲、乙兩個人拔河處于僵持狀態(tài)，1、請試著分析甲受到力有幾個；2、請找出每個個力的反作用力；3、請分析甲受到哪幾對平衡力。多媒體展示：相互作用和平衡力的區(qū)別拔河分不出勝負多沒意思啊，我們找一個能拔出勝負的，在我們班上選兩個同學，一個大力士為甲，另一個力氣比較小為乙，來拔河。學生活動：兩個學生上臺演示拔河，甲贏。提問：能不能讓小個子贏呢？教師拿出滑板，讓甲站在滑板上，再做一次。甲腳下踩著滑板，再次拔河，乙贏。提問：看來滑板有魔力呀，踩著就輸。引導學生從受力的角度來分析，1、甲對乙的力與乙對甲的力是否相等，為什么？2、乙為什么會輸？3、同樣是甲力氣大，為什么后來會輸呢，這次拔河中甲、乙的力不是也該一樣大么？4、所以以后學校組織拔河比賽，我們班級同學為了奪冠該采用什么樣的策略？ 六、形成性練習（一）課堂練習分析拔河成敗，提出拔河策略（二）課后練習書后本節(jié)練習七、小結 本節(jié)課學習了相互作用力的關系，總結下來就是八個字：等大、反向、共線、異物；討論了一對相互作用力與一對平衡力之間的異同；分析了拔河問題、并指出拔河要取勝的關鍵。八、板書【板書設計】牛頓第三定律反作用力作用力物體A 物體B作用在同一直線上總是大小相等方向相反作用力與反作用力八、教后反思教學流程圖：開始“嫦娥三號成功發(fā)射”引入演示實驗 學生觀察、思考、總結教師引導總結力的作用相互性提出作用力與反作用力概念提出猜想，設計方案方案分組實驗 彈簧秤對拉判斷猜想是否正確變速時結論是否正確實驗 用傳感器測量歸納 總結牛頓