牛頓第三定律-【新教材】人教版高中物理必修設(shè)計(jì)

第三章相互作用——力第3節(jié)牛頓第三定律教材分析本節(jié)遵從先定性再定量的基本思路。首先通過實(shí)際現(xiàn)象的分析以及學(xué)生的親身感受，定性地討論物體間的作用是相互的，同時(shí)發(fā)生，同時(shí)變化。然后通過實(shí)驗(yàn)定量地探究作用力與反作用力的大小、方向間有什么關(guān)系。最后，通過對(duì)物體受力的初步分析，體會(huì)牛頓第三定律的價(jià)值和意義。相互作用的定性關(guān)系，初中已經(jīng)學(xué)習(xí)，因此本節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生經(jīng)歷定量探究過程，基于證據(jù)理解作用力和反作用力等大反向的特點(diǎn)，并進(jìn)一步認(rèn)識(shí)牛頓第三定律在整個(gè)力學(xué)體系中的重要地位。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀念：（1）知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。（2）通過實(shí)驗(yàn)探究，了解作用力和反作用力的大小和方向的關(guān)系。（3）能區(qū)分相互作用力和平衡力。（4）會(huì)對(duì)物體進(jìn)行初步的受力分析，并解釋物理現(xiàn)象或者解決實(shí)際問題。（5）能正確表述牛頓第三定律，并用牛頓第三定律分析和解決實(shí)際問題?？茖W(xué)思維：通過鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手、大膽質(zhì)疑、勇于探索，形成良好的科學(xué)思維習(xí)慣?？茖W(xué)探究：借助計(jì)算機(jī)輔助處理和分析數(shù)據(jù)，初步掌握控制變量法、實(shí)驗(yàn)歸納法等科學(xué)研究方法的應(yīng)用。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：結(jié)合有關(guān)作用力和反作用力的生活實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神．感受物理學(xué)科研究的方法和意義．教學(xué)過程情景導(dǎo)入力的作用總是相互的，相互作用的力其大小有什么關(guān)系？例如：大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手壓在桌面上。那么，他們施加給對(duì)方的力，大小相等嗎？新課教學(xué)一、作用力和反作用力力是物體對(duì)物體的作用。只要存在力，就一定存在施力物體和受力物體。用手拉彈簧，彈簧受到手的拉力F，同時(shí)彈簧發(fā)生形變，手也就受到彈簧的拉力F’。用力推桌子，會(huì)感到桌子也在推我們。人造衛(wèi)星受到地球的吸引（重力），地球也受到它們的吸引?？偨Y(jié)：觀察和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。相互作用的一對(duì)力，通常叫作作用力和反作用力。（板書）作用力和反作用力（1）定義：物體間相互作用的一對(duì)力，通常叫作作用力和反作用力。（2）相互作用的一對(duì)力，任選其中一個(gè)稱為作用力，則另一個(gè)稱為反作用力。（3）作用力和反作用力分別作用在不同的物體上,總是互相依賴，同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失。導(dǎo)學(xué)探究1：如圖，一個(gè)物體在粗糙地面上以初速度v0向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)找出物體受到的支持力與摩擦力的反作用力，一對(duì)作用力和反作用力作用在幾個(gè)物體上？這兩對(duì)作用力和反作用力各是什么性質(zhì)的力？答案物體受到的支持力的反作用力是物體對(duì)地面的壓力，地面對(duì)物體的摩擦力的反作用力是物體對(duì)地面的摩擦力，一對(duì)作用力與反作用力作用在兩個(gè)物體上，支持力與壓力是彈力；后一對(duì)則都是摩擦力．總結(jié)：作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力。過渡提問：作用力和反作用力的大小之間、方向之間有什么關(guān)系？二、牛頓第三定律實(shí)驗(yàn)探究：用彈簧測(cè)力計(jì)探究作用力和反作用力的關(guān)系①如圖，把A、B兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)連接在一起，B的一端固定，用手拉測(cè)力計(jì)A。可以看到兩個(gè)測(cè)力計(jì)的指針同時(shí)移動(dòng)。這時(shí)，測(cè)力計(jì)B受到A的拉力F，測(cè)力計(jì)A則受到B的拉力F‘。F與F有什么關(guān)系呢？②將兩個(gè)測(cè)力計(jì)對(duì)拉，靜止不動(dòng)時(shí)，觀察兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)。③將兩個(gè)測(cè)力計(jì)對(duì)拉，向一側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)。歸納小結(jié)：實(shí)驗(yàn)探究：用力傳感器探究作用力和反作用力的關(guān)系將兩力傳感器連在計(jì)算機(jī)上，并對(duì)拉，觀察兩傳感器的實(shí)數(shù)如何變化。小結(jié)：牛頓第三定律：兩個(gè)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：牛頓第三定律反映了作用力與反作用力的關(guān)系，作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同時(shí)變化，等大反向，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，是同一性質(zhì)的力，在任何情況下均成立。應(yīng)用：①劃龍舟②汽車驅(qū)動(dòng)③解釋大人和小孩掰手腕，拔河，雞蛋碰石頭，雞蛋粉身碎骨，石頭安然無恙。例1關(guān)于作用力與反作用力，下列說法中正確的是()A．物體相互作用時(shí)，先產(chǎn)生作用力，然后才產(chǎn)生反作用力B．作用力和反作用力的合力為零C．作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，分別作用在兩個(gè)物體上D．放在水平桌面上的書，所受重力和桌面對(duì)書的支持力為一對(duì)作用力與反作用力答案C例2如圖所示，一匹馬拉著車前行，關(guān)于馬拉車的力和車?yán)R的力的大小關(guān)系，下列說法中正確的是()A．馬拉車的力總是大于車?yán)R的力B．馬拉車的力總是等于車?yán)R的力C．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬拉車的力大于車?yán)R的力D．減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬拉車的力小于車?yán)R的力答案B解析馬向前拉車的力和車向后拉馬的力是一對(duì)作用力和反作用力，它們總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．加速運(yùn)動(dòng)或者減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬向前拉車的力都等于車向后拉馬的力，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．過渡提問：一對(duì)相互作用力總是大小相等方向相反，它們是否能平衡？導(dǎo)學(xué)探究2如圖所示，木塊靜止在水平面上．(1)在圖中畫出木塊受到的重力G和支持力FN的示意圖．重力G和支持力FN屬于一對(duì)什么力？作用在幾個(gè)物體上？是同一性質(zhì)的力嗎？(2)在圖中，畫出水平面對(duì)木塊的支持力FN和木塊對(duì)水平面的壓力FN′.支持力FN和壓力FN′屬于一對(duì)什么力？分別作用在什么物體上？是同一性質(zhì)的力嗎？答案(1)如圖所示．重力和支持力屬于一對(duì)平衡力；作用在一個(gè)物體上；一個(gè)是重力，一個(gè)是彈力，不是同一性質(zhì)的力．(2)如圖所示．支持力FN和壓力FN′屬于一對(duì)作用力和反作用力；支持力FN作用在木塊上，壓力FN′作用在水平面上；兩者都是彈力，是同一性質(zhì)的力．一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的比較內(nèi)容比較一對(duì)作用力和反作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)作用對(duì)象兩個(gè)物體同一物體依賴關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失撤除一個(gè)，另一個(gè)依然可存在疊加性兩力效果不可疊加，不可求合力兩力效果可疊加，且合力為零力的性質(zhì)同種性質(zhì)可以同性質(zhì)，也可以不同性質(zhì)相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上例3如圖所示，人沿水平方向拉牛(可視為質(zhì)點(diǎn))，但沒有拉動(dòng)．下列說法正確的是()A．繩拉牛的力小于牛拉繩的力B．繩拉牛的力與牛拉繩的力是一對(duì)平衡力C．繩拉牛的力與地面對(duì)牛的摩擦力是一對(duì)平衡力D．繩拉牛的力與地面對(duì)牛的摩擦力是作用力與反作用力答案C解析繩拉牛的力和牛拉繩的力是作用力與反作用力，大小相等、方向相反，故A、B錯(cuò)誤；繩拉牛的力與地面對(duì)牛的摩擦力是一對(duì)平衡力，故C正確，D錯(cuò)誤．三、物體受力分析的初步分析思路：1、根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷受力2、根據(jù)各種力的特點(diǎn)分析，粗糙的長(zhǎng)方體木塊A、B疊在一起，放在水平桌面上，B木塊受到一個(gè)水平方向的力的牽引，