高中物理人教版第四章牛頓運動定律5牛頓第三定律（區(qū)一等獎）

人教版必修1第四章牛頓運動定律課題§牛頓第三定律學科物理班級課時1課時授課教師課型新授課一、教學內容分析牛頓的三個定律是經典力學的基礎，也是整個力學的核心內容。牛頓第一、二定律是對單個物體（質點）而言的，只解決了一個物體運動規(guī)律的問題。但自然界中物體是相互聯(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力的作用，不討論物體間的相互作用就不能較全面地認識物體的運動規(guī)律，也就無法解決現實中的許多問題。因此，只有牛頓第一、二定律還不夠，必須加上牛頓第三定律才能構成比較全面地反應機械運動的一套定律。有了牛頓第三定律就會把受力分析的對象從一物體擴大到多個物體，拓寬了力學的解題范圍。教學目標知識與技能目標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確切含義，能用它解決簡單的問題。過程與方法目標1.通過動手實驗，培養(yǎng)獨立思考能力和實驗能力。2.通過用牛頓第三定律分析物理現象，培養(yǎng)分析、解決實際問題的能力。情感態(tài)度與價值觀目標1.培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和團隊合作的科學精神。2.培養(yǎng)學生分析解決問題的能力，動手操作的能力、物理思想能力和科學探究中嚴謹、務實的精神和態(tài)度。3.激發(fā)探索的興趣，養(yǎng)成科學探究的意識。三、教學重難點、確定依據、突破方法重點：探究作用力與反作用力之間的關系；理解牛頓第三定律。難點：理解作用力與反作用力的特點；應用牛頓第三定律解釋生活現象。四、教學方法和教具選用教學方法：高一學生具有一定的抽象思維，但也需要對直觀現象進行具體、形象的思維來獲得知識。因此我采用探究實驗為主進行教學，同時輔以啟發(fā)式教學結合多媒體等多種形式開展教學，以提高課堂效率，培養(yǎng)學生對物理的興趣，激發(fā)學生的求知欲望，讓學生自行體驗、去探究、去得出結論，充分體現以教師為主導，以學生為主體的原則。教具：彈簧測力計、多媒體教具五、教學過程教師活動學生活動設計意圖1.什么是力？2.什么叫作用力與反作用力？3.作用力與反作用力之間有什么關系？4.牛頓第三定律的內容？巡視學生自主學習的進展指導、傾聽部分學生的交流，初步得出學生預習的效果情況。檢測預習情況：請同學們自主回答問題，要求：脫離課本，憑記憶回答學生瀏覽課本，完成自主學習題目（2分鐘）學生展示（2分鐘）2組：力是物體對物體的作用。4組：當一個物體對另一個物體有力的作用時，另一物體也會對先前的物體施加力的作用，我們就把這樣的力成為作用力和反作用力8組：作用力與反作用力總是相互依存，同時存在。1組：兩個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。學生獨學階段結對交流展示自主學習的效果，在展示的過程中出現分歧，產生疑問，調動學生的學習積極性，激發(fā)學生的學習欲望為后面學習過程的進行做鋪墊評價學生的展示情況：同學們回答得非常好，請為我們自己鼓掌，掌聲要熱烈。同學們，你現在有什么感受？我們的手為什么會疼？下面我們就來研究一下當我們鼓掌時，雙手的受力情況（投影）再請同學說一說作用力和反作用力的定義教師板書：一、作用力與反作用力1.定義：作用力（反作用力）物體A相互作用物體B反作用力（作用力）除了擊掌的一對力的作用是相互的，生活中是否還有其他力的作用是相互的？（投影）教師評價：這位同學回答非常好，由上面的實例分析以及定義可以得出作用力與反作用力分別作用在兩個物體上。教師總結：從同學們的分析可以得出結論：自然界中任何力的作用都是相互的。思考：同學們根據上面的分析，請從力的三要素總結作用力與反作用力的關系。教師依據學生回答進行板書：2.關系：（1）大?。合嗟龋?）方向：相反，作用在同一條直線上（3）作用點：分別在兩個物體上（4）同時產生，同時消失（5）具有相同的性質學生熱烈鼓掌生齊答：疼，手很疼生齊答：因為力的作用是相互的師生共同分析完成（5分鐘）學生搶答生1：回答問題（學生做筆記）學生小組討論交流后回答，其他同學補充（5分鐘）：生2：甲乙兩支磁鐵同時相向運動，乙磁鐵吸引甲磁鐵的同時也被甲磁鐵吸引，可見磁力的作用也是相互的。生3：桌面給書支持力，支持力的反作用力是書的重力生4：不對，桌面對書的支持力的反作用力是書對桌的壓力，作用力與反作用力應該作用在兩個物體上，書的重力仍然是書受到的力。生5補充回答：所以從圖2可以得出彈力的作用也是相互的。生6：由圖3可以得出摩擦力的作用也是相互的，斜坡A對物塊B有摩擦力的作用，同時物塊B對斜坡A也有摩擦力的作用。（學生做筆記）學生小組討論并回答（2分鐘）：3組：大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用點是分別作用在兩個物體上。4組：其實通過剛才的分析，我們還可以得出這一對相互作用力一定同時產生，同時消失；而且一定是同種性質的力。（學生做筆記）讓學生通過鼓掌，一方面給予自己鼓勵，一方面感受里的作用是相互的，這為后面的分析作用力與反作用力做鋪墊。讓同學們通過直觀的觀察，看到并分析磁力的作用是相互的，然后在分析支持力和摩擦力的時候也能有這樣的意識：彈力的作用也是相互的，摩擦力的作用也是相互的。教師質疑：作用力與反作用力的大小一定相等嗎？如果作用力與反作用力的大小相等，那么馬拉車與車拉馬的力明明也是相等的，為什么馬卻能將車拉走？大人與小孩掰手腕的時候，大人卻能將小孩拜倒呢？拔河比賽的時候，卻能分出勝負？這些生活現象無不證實了作用力與反作用力的大小不等。這都是為什么呢？同學們，當我們有疑問時，我們通過實驗來驗證，看看這一對相互作用力的大小到底是否相等。請同學們打開導學案86頁，按照主題2的參考方案，完成實驗探究。(1)把A、B兩個彈簧測力計連接在一起,B的一端固定。用手拉彈簧測力計,如圖所示,兩個彈簧測力計的讀數有什么關系?它們受力的方向有什么關系?(2)與同學合作完成下列實驗,并總結出作用力和反作用力間的關系,感悟牛頓第三定律。①兩彈簧秤勾在一起拉,處于靜止不動時;②兩彈簧秤勾在一起,慢慢拉動或加速拉動;③兩彈簧秤勾在一起,一方不動、一方拉和改變力的大小拉。教師巡視學生探究實驗過程，并給予指導通過同學們的探究活動，我們可以發(fā)現，一對相互作用力總是大小相等，方向相反的關系，與物體的運動狀態(tài)無關。（拓展）其實還有更精密的測量儀器——傳感器思考：1.右圖反映了作用力和反作用力的大小有什么關系？2.右圖反映了作用力和反作用力的方向有什么關系？師生共同總結：大量的實驗表明：兩個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。（教師同時板書）二、牛頓第二定律1.內容：2.公式表達為：F=-F′提問：公式中的“=”以及“-”的含義？學生根據教師設置的問題情景，思考問題，產生思維碰撞，對自己的回答也產生質疑。學生以小組為單位進行實驗探究（5分鐘）學生展示探究結果，其他小組補充回答（3分鐘）7組：B一端固定，拉動A，兩個讀數相等都是3N，A把B往右拉，B把A往左拉，兩個力的方向相反。3組：（邊演示邊說明）兩彈簧秤勾在一起，靜止不動時，示數相同，都是。1組：（邊演示邊說明）慢慢拉動示數同時增大，而且時時相同；加速拉動也一樣。9組：（邊演示邊說明）兩示數同時改變，且總是相等。（學生同時做筆記）學生搶答（1分鐘）生7：從圖像可以看出兩個力的大小總是相等的。而方向總是相反的。學生同時做筆記，將紅色字體在書上做出標記。（1分鐘）學生齊答：“=”表示兩個力的大小相等?！?”表示兩個力的方向相反。學完了牛頓第三定律的內容，下面請同學們嘗試著用牛頓第三定律解釋以下現象：如何解釋自行車、汽車的前進？如何解釋船的前進？以及直升機的上升？如何解釋火箭的發(fā)射？同學們的回答都非常好，都能夠將剛學過的知識熟練應用到現實生活中。下面同學們再來討論以下幾個問題：說一說：拿雞蛋撞石頭，雞蛋和石頭之間的作用力和反作用力一樣大嗎？若兩者一樣大，為什么雞蛋“粉身碎骨”，但石頭卻“安然無恙”？評一評：樓主：甲、乙兩人發(fā)生口角，甲打了乙的胸口一拳致使乙受傷。法院判決甲應支付乙的醫(yī)藥費。甲狡辯說：“我打了乙一拳，根據牛頓第三定律，乙對我也有相同大小的作用力，所以，乙并沒有吃虧。”那么這一事件判決的依據在哪里？1L：甲打乙的力大于乙對甲的作用力，判決甲付乙的醫(yī)藥費2L：甲打乙的力等于乙對甲的作用力，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，乙受傷而甲未受傷，甲主動打乙，判決甲支付乙的醫(yī)藥費3L:甲打乙的力等于乙對甲的作用力，甲的拳和乙的胸受傷害程度不相同，甲輕而乙重，判決甲付乙的醫(yī)藥費想一想：有同學認為：既然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，那么這兩個力就是一對平衡力，效果可以相抵消，這種說法對不對？為什么？教師點評：同學們回答的都非常好，一對相互作用力是分別作用在兩個物體上的，而一對平衡力是作用在同一個物體上的，這是一對相互作用力與一對平衡力的最大區(qū)別。學生思考、組內交流討論（2分鐘）以小組為單位回答問題，其他小組補充回答（3分鐘）2組：我們從生活現象可以觀察到，當我們把車子的后輪架空時，車子就不能夠前行，所以車的前進主要是靠后輪。6組：這節(jié)課我們學習牛頓第三定律的內容，所以我們要從作用力與反作用的角度思考這幾個問題，車的前進是因為后輪對地面有向后的力的作用，由于力的作用是相互的，地面一定會給后輪等大的向前的力的作用，使得車子能夠向前行駛。5組：船的前進也是同樣的道理，當船槳向后撥動水時，水同時給船槳一個向前的力的作用，使得船前進。9組：火箭升空時對空氣向下的力的作用，空氣同時給火箭向上的力的作用，使得火箭上升。學生搶答（3分鐘）：生8：雞蛋和石頭之間的作用力和反作用力一樣大，雞蛋粉身碎骨而石頭安然無恙，因為石頭更硬一些。生9：我認為2樓的回帖便是這一事件的判決依據。甲對乙的作用力與乙對甲的作用力大小是相等的，但是甲屬于主動攻擊，所以判甲支付乙醫(yī)藥費。生10：這種說法是不對的，一對平衡力是作用在同一個物體上的，其效果可以抵消；但是作用力和反作用力雖然總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，因為這兩個力分別作用在兩個物體上，所以不是一對平衡力，所以效果不可以抵消。學習就是為了應用，學生通過此環(huán)節(jié)，能夠熟練地應用牛頓第三定律的內容解釋生活常見的現象，達到學以致用的目的。這個環(huán)節(jié)特別設置了一些“說一說”、“評一評”的環(huán)節(jié)，將枯燥的物理問題轉變成學生喜歡的發(fā)帖的形式呈現，能夠充分調動學生學習興趣檢測反饋（1）一個物塊在水平桌面上向右滑行,請問物塊受到那幾個力的作用?（注意：要按照順序進行分析，同時要說明是誰對誰的力的作用）教師同時播放投影。（2）他們的反作用力各是什么？教師點評：同學們回答的非常好，不過剛才老師聽到，有的同學在回答問題的時候，給出了不同的答案。比如地球對物塊的吸引即物塊的重力的反作用力，就有同學說是桌面對物塊的支持力，同學們仔細想一想，這兩個力之間到底有什么樣的關系？請同學們嘗試總結相互作用力與平衡力的異同，并完成表格。教師點評：同學們的回答都非常好，這節(jié)課我們的學習就到這里。下面請同學們拿出導學案，完成基礎智能檢測1-4題。學生齊答：（2分鐘）地球對物塊的吸引即重力桌面對物塊支持力桌面對物塊的摩擦力重力的反作用力是物塊對地球的吸引力支持力的反作用力是物塊對桌面的壓力摩擦力的反作用力是物塊對桌面的摩擦力，方向沿桌面向右。生11：這兩個力是一對平衡力。這兩個力的受力物體都是物塊，所以他們一定不是一對相互作用力。學生討論并回答，同時做筆記（2分鐘）學生獨立完成練習，并匯報答案（6分鐘）給學生明確的要求，讓學生主動形成先重力再彈力后摩擦力的受力分析順序。并且準確找出各個力的施力物體，如果找不到施力物體，那么這個力就是不存在的力。同時還要求學生注意，在對物體進行受力分析的時候分析的是性質力，而不是效果力。教師巡視學生的總結情況。最后請同學們再次以最熱烈的掌聲對在座的各位領導老師表示衷心的感謝；同時也對我們自己這節(jié)課的表現與收獲作以最好的肯定。學生根據板書和上課筆記自行對本節(jié)課進行總結。并齊聲背誦牛頓第三定律的內容（1分鐘）學生鼓掌讓學生先自行總結，然后教師再次補充，可以檢測學生掌握情況。以鼓掌結束本課，首位呼應，同時讓學生再次感受力的作用是相互的。六、教學評價設計（作業(yè)練習）課后作業(yè)完成導學案拓展練習以及書后練習1—7題書面作業(yè)：書后84頁4、7題寫在作業(yè)本上七、板書設計§牛頓第三定律一、作用力與反作用力1.定義：作用力（反作用力）物體A相互作用物體B反作用力（作用力）2.關系：（1）大小：相等（2）方向：相反，作用在同一條直線上（3）作用點：分別在兩個物體上（4）同時產生，同時消失（5）具有相同的性質二、牛頓第三定律1.內容：2.公式：F=-F3.說明：一對相互作用力的大小相等的關系與物體的運動狀態(tài)無關八、教后反思這是一節(jié)新授課，本節(jié)課的重點探究作用力與反作用力之間的關系，理解牛頓第三定律并學會應用牛頓第三定律解釋一些生活現象。本節(jié)課的難點一對相互作用力的大小相等的關系與物體的運動狀態(tài)無關。本節(jié)課的流程：學生自主學習——教師點撥——學生群學探究——當堂檢測達到活學活用。旨在讓學生在自主學習的過程中發(fā)現問題，讓學生帶著疑問再深入探究學習；通過檢測學生的自主學習情況（學生在脫離課本的情況下回答自學問題）為接下來的課程進行提供依據。首先讓學生以熱烈的掌聲給予自己最真摯的鼓勵，在鼓掌的過程中讓學生感受到力的作用是相互的這一事實。然后緊接著以鼓掌為例，師生共同剖析進而完成作用力與反作用力的概念的建立與理解。再以一個問題：除了擊掌這樣的力的作用是相互的，還有其他性質的力的作用也是相互的嗎？結合三個實例磁鐵、桌子和書、斜面與放在斜面上的物塊總結得出磁力的作用是相互的、彈力的作用是相互的、摩擦力的作用也是相互的，最后得出結論：自然界中一切力的作用都是相互的。這個時候安排一個學生活動：請根據以上實例，討論分析并總結作用力與反作用力的關系，從力的三要素：大小、方向、作用點三個方面進行總結。通過學生的回答，教師質疑：大小一定相等嗎？那為什么拔河比賽會有勝負之分？為什么掰手腕也會有勝負之分？為什么馬拉車車也拉馬，最后是馬將車拉走？讓學生產生疑問，