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高中物理必修1教案-《牛顿第三定律》


§6.3 牛顿第三定律
本节教学案例设计人: 莆田一中 陈宜聪

一,教学内容分析 1.内容与地位
在共同必修模块物理 1 的内容标准中涉及本节的内容有"理解牛顿运动定律,用牛顿 运动定律解释生活中的有关问题. "该条目包含了对牛顿第三定律的理解及应用牛顿第三定 律解释生活中的有关问题. 学生在初中已学过力是物体的相互作用, 而且力的相互作用在日 常生活中经常见到, 学生理解牛顿第三定律并不困难, 因此教学中应着重让学生参与定律的 形式过程,通过这一学习过程的体验,培养学生正确的研究物理的方法.

2,教学目标
1,知道力的作用是相互的,理解作用力与反作用力的概念. 2,理解牛顿第三定律,并能用它解决有关问题. 3,体验研究现象,总结规律的方法.

3,重点难点 重点:探究如何从实验观察,归纳总结出牛顿第三定律. 难点:区别作用力,反作用与一对平衡力. 二,案例设计 1.创设情境,提出问题 请一位同学做一个游戏:先双脚并拢,用手撑着墙壁保持身体成一直线而与 地面成 60°左右的倾角,要求在双脚不移动的情况下,设法使身体重新直立. 接着老师提问: 这位同学用双手推墙壁而使自己重新直立, 说明手推墙壁时, 手对墙壁有力的作用,或者说手与墙壁间力的作用是相互的.同时墙壁也对手有 力的作用.在生活中同学们一定还有更多这种感受,能不能再举些例子?
预测:学生所举例子会很丰富,如:
①手拍桌子,桌子对手也也有力的作用,甚至手有痛感. ②书放在桌子上,书对桌子有压力,桌子对书有支持力. ③划艇比赛,用桨划水,水对桨也有力的作用而使艇前进. ④杯落到地上,杯对地有作用力,地对标也有作用力,甚至使杯破裂. ⑤人走路时,脚蹬地,地对脚也有作用力,使人前进.

…… 老师:同学们举的这些例子都说明力的作用是相互的,现在请同学们进一步 思考:是否所有力的作用都是相互的,若是,则相互作用力之间存在什么关系?
说明:游戏,举例都为了使学生体会到物理就在身边,学习即生活的涵义,调动学生积 极性,主动性,进而引发学生对现象背后隐藏的物理规律作进一步思考,探究往往是从 生活现象中提出问题的.

一,实验探究,归纳规律 1,分组实验.两人一组,每组桌上放有两辆同一型号的实验小车(或四根 同一型号的 试管) ,两根同一型号的条型磁铁,两个同一型号的弹簧秤. 老师:请同学们利用桌上的仪器(可全选,也可选用部分仪器,还可自选各 种文具等材料) , 在 15 分钟的时间内自主设计实验,并用所做的实验回答:①力的作用是否都是 相互的?②相互作用力存在怎样的关系?实验过程,同学们可以展开讨论,将自 已的见解与同学交流,主动与同学合作. 请思考: 为什么不给学生讲解如何选择仪器, 如何设计实验以及如何观察实验并得出 结论?
预测:学生会用下列各种方法证实力的作用是相互的,且方向相反:
①把两条形磁铁握在手中,同名磁极相对或异名磁极相对; ②两条形磁铁都放在小车上; ③一条形磁铁握在手中,一条形磁铁放在小车上; ④手拉一个弹簧秤; ⑤两弹簧对拉; ⑥用手按笔尖,三角板的角; ⑦橡皮擦和条形磁铁相碰;

…… 大部分学生都用两弹簧秤对拉的方法证实作用力与反作用力大小相等, 方 向相反. 有的学生把两条形磁铁分别放在两相同实验小车上,同名磁极相对,观察小 车后退距离相同, 再应用运动学公式和牛顿第二定律证实作用力与反作用力大小 相等,方向相反.
说明:⑴把原来的演示实验改为探究实验是本节课的主要设计思想.实验中老师只给 出仪器和充分的时间, 而不讲解如何实验, 就是要给学生充分的自由, 让他们充分发挥想象, 自己提出猜想并多角度,多途径地提出解决问题的方法,并主动与他人合作,尝试经过思考 发表自己的见解,展开充分讨论. ⑵对学生在实验中遇到的困难和问题老师应给予启发,点拨.比如:探究相互作用力 存在怎样的关系?有的学生不清楚应从那几个方面入手, 可以启发学生, 探究相互作用力间 的关系,就是探究力的大小,方向,作用点三要素间的关系;又比如:两弹簧秤对拉时,有 的学生发现两弹簧秤示数不相等, 老师可一方面教育学生应尊重实验事实, 另一方面又帮助 其找出原因: 可能是弹簧秤未调零或对拉方式不正确. 老师还可启发学生在对拉时让两弹簧 秤一起运动, 观察两弹簧秤示数是否相等, 为下面强调牛顿第三定律中的 "总是" 埋下伏笔.

⑶老师在听取学生汇报实验结果时,边给予鼓励性评价(如观察小车后退距离相等,证实作用力与反作用力大小 相等,方面相反的实验有新意,应予肯定) ,边用简笔画把一些典型实验示意图画在黑板上,为后面分析实验,总 结规律,对比辩析所用.

2,演示实验
桌面上并排放上一些圆棒, 在棒上铺一块三合板, 把一玩具惯性小车或遥控电动小车放 在三合板上,观察小车向前运动而板向后运动,说明摩擦力的作用也是相互的.

说明:这个演示实验的目的是用来弥补学生实验中只讨论了弹力间的相互作用及引力 和斥力间的相互作用,而没涉及摩擦力间的相互作用.使归纳的物理规律更全面,体现规律 普遍性.

最后,在学生回答的基础上进行总结,归纳得出:物体间的作用总是相互的 和牛顿第三定律. 三,解释现象,巩固提高 提出问题:既然两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等的,为什么会 出现这些情况:鸡蛋碰石头,总是鸡蛋破碎而石头不破;马拉车时,车会往前运 动而马不后退? 通过分析讨论使学生进一步明确两物体间的作用力与反作用力总是大小相 等的意义, 而效果不同的原因是因为效果还与物体本身的特性和物体受到的其它 力的情况有关. 思考题:解释拔河比赛中胜负的原因. 再介绍火箭的原理及我国的空间技术,激发学生勇攀科学高峰,进行爱国主 义教育,寓德于教.
说明:解释生活中的现象,使学生进一步体会物理从生活中来,又回生活中去,既体现了是牛顿第三定律的应用, 又澄清了一些对物理现象的模糊认识.

四,对比辩析,加深理解 提出问题:如果两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,这两个力 一定是一对作用力与反作用力吗? 引导学生讨论得出:不一定,一对"平衡力"也有这种关系. 进一步提出问题:既然一对"平衡力"和一对"作用力与反作用力"都是大 小相等,方向相反,作用在同一直线上,那么如何区别它们呢? 结合上面实验探究中的例子,引导学生分析讨论,从下列几个方面比较归纳 两者的区别: 作用点是否相同,效果能否抵消,力的性质是否相同,产生和消失的时间是 否相同?
说明:引导学生自己辩析,更能知其所以然,且能克服学生学习过程中的"等,要, 靠"的被动行为.

三,案例评析 对于牛顿第三定律,学生有丰富的生活经验,他们对定律的内容较熟悉而对 定律的理解却较片面,诸如鸡蛋碰石头,马拉车等生活经验又干拢了学生对定律 的正确理解;其次,牛顿第三定律的实验装置简单,且易于得出结果.为此本节 课设计为通过探究实验让学生参与定律的形成过程, 在这一过程中老师给学生充 分的独立思考和设计实验的空间,使学生通过这一学习过程的体验,在获取知识 的同时,体验到探索的艰辛和乐趣,培养学生自主学习和探究的能力,在整个教 学过程中,关注学生的观念,促进每个学生的发展.

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