《牛頓第三定律》教案
《牛頓第三定律》教案
【設(shè)計思想】
現(xiàn)代論研究指出，體驗感知不是學(xué)習(xí)產(chǎn)生的根本原因，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的根本動因是問題，沒有問題就難以誘發(fā)和激起求知欲。同時，新課程理念強調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，突出學(xué)生探究學(xué)習(xí)的地位。基于以上兩點，本課設(shè)計有兩條主線，一是以問題為主線，設(shè)計多個由易到難循序漸進的問題，激發(fā)學(xué)生主動參與、積極思考，產(chǎn)生強烈的求知欲望；二是以探究性活動解決本節(jié)課的難點，由靜止物體間的作用利用彈簧測力計來探究，運動物體間以及碰撞物體間的作用力和反作用力用力的傳感器和計算機輔助實現(xiàn)。使學(xué)生對作用力和反作用力總是相等有深刻的認(rèn)識。
【本節(jié)教材分析】
牛頓三大定律是一個有機的整體，前兩個定律是對單個物體而言的，但要全面認(rèn)識物體間的運動規(guī)律，必須研究物體之間的相互作用、相互影響。
本節(jié)分三個層次對牛頓第三定律進行研究：一是通過實際現(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，同時發(fā)生的，同時變化，作用在一條直線上；二是通過實驗定量地得到反映物體間相互作用力是大小相等，對于靜止物體間的相互作用力通過彈簧測力計分析其大小是相等的，而對于運動物體之間的相互作用力以及碰撞時物體之間的相互作用力是否總是相等，本節(jié)課通過計算機輔助實現(xiàn)了此環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生深刻地建立了任何物體不管其運動狀態(tài)如何，它們之間的作用力和反作用力總是相等的。三是說明該定律的意義和應(yīng)用。
【學(xué)生心理狀態(tài)分析】
高中學(xué)生已經(jīng)有一定的辨別能力，對常見的一些物理現(xiàn)象，物理知識如果簡單重復(fù)，則學(xué)生對此不太關(guān)注、不感興趣。因此，一開始就要以各種方式激發(fā)其注意力，設(shè)置“視頻文件──石頭碰雞蛋”，引發(fā)學(xué)生“思維沖突”，設(shè)法采用各種實驗，讓學(xué)生認(rèn)識到“牛頓第三定律”得來的不易，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)物理規(guī)律的方法。
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知識與技能
�、僦懒Φ淖饔檬窍嗷サ�，理解作用力和反作用力的特點；
�、诶斫庹莆兆饔昧头醋饔昧偸窍嗟�，并能用它解釋生活中的有關(guān)問題；
�、勰軈^(qū)分“一對平衡力”和“一對作用力、反作用力”；
�、芘囵B(yǎng)觀察、分析、歸納、總結(jié)能力。
2．過程與方法
�、偻ㄟ^學(xué)生操作實驗，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力和實驗?zāi)芰Γ?/p>
�、谕ㄟ^用牛頓第三定律分析物理現(xiàn)象，可培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力；
�、弁ㄟ^鼓勵學(xué)生動手、大膽質(zhì)疑、勇于探索，可提高學(xué)生自信心并養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。
3．情感態(tài)度與價值觀 ①結(jié)合有關(guān)作用力和反作用力的生活實例，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、實事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和團結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神，感受物理學(xué)科研究的方法；
�、诩ぐl(fā)學(xué)生探索的興趣，養(yǎng)成一種科學(xué)探究的意識。
【教學(xué)重點、難點、疑點】
1．在初中學(xué)習(xí)階段，學(xué)生對一對力的認(rèn)識往往只停留在力的大小和方向上，對于力的作用點往往不能引起足夠的重視，如何區(qū)分一對力是作用力和反作用力是本節(jié)課的一個重要內(nèi)容，應(yīng)引起足夠的重視。作用力和反作用力總是大小相等，對“總是”的理解。
2．作用力和反作用力的關(guān)系與平衡力的關(guān)系有相同之處，也有不同之處，學(xué)生常常把這兩種力混淆。對于這兩種力的作用效果學(xué)生往往比較難以區(qū)分，要通過對問題的分析解決學(xué)生頭腦中不正確的認(rèn)識。
【教學(xué)方法】 實驗法（演示實驗，師生互動實驗，學(xué)生分組實驗），討論法，類比法。
【教學(xué)儀器】
PPT文件；演示用大彈簧秤、小彈簧秤各一對；帶發(fā)條的小車，薄木板各一個，四個相同的短玻璃管；帶有條形磁鐵的小車兩個；分組實驗用的彈簧秤每桌一對；力學(xué)傳感器組件及計算機輔助設(shè)備等。
【教學(xué)過程】
課題
牛頓第三定律
教學(xué)目標(biāo)
知識
�、僦懒Φ淖饔檬窍嗷サ�，理解作用力和反作用力的特點；
�、诶斫庹莆兆饔昧头醋饔昧偸窍嗟�，并能用它解釋生活中的有關(guān)問題；
�、勰軈^(qū)分“一對平衡力”和“一對作用力、反作用力”；
�、芘囵B(yǎng)觀察、分析、歸納、總結(jié)能力。
能力
①通過學(xué)生操作實驗，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力和實驗?zāi)芰Γ?/p>
②通過用牛頓第三定律分析物理現(xiàn)象，可培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力；
�、弁ㄟ^鼓勵學(xué)生動手、大膽質(zhì)疑、勇于探索，可提高學(xué)生自信心并養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。
情感
①結(jié)合有關(guān)作用力和反作用力的生活實例，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、實事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和團結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神，感受物理學(xué)科研究的方法；
②激發(fā)學(xué)生探索的興趣，養(yǎng)成一種科學(xué)探究的意識。
信息環(huán)境及媒體
�、僬故菊n堂上不易操作的實驗；
�、谀M實際很難完成的實驗操作；
�、劢o學(xué)生提供交流思想、看法的交流平臺。
重點
解釋生活中的有關(guān)問題
難點
“總是”的理解以及應(yīng)用
課時
1課時
課型
探究型
教具
PPT課件
教學(xué)程序
教師活動
學(xué)生活動
媒體作用
設(shè)計意圖
引課（6分鐘）
新課
1．放視頻文件──生雞蛋碰石頭提示學(xué)生帶著問題觀察視頻
問題：由觀察到的現(xiàn)象進一步思考其中說明什么問題？
引導(dǎo)學(xué)生回答。
雞蛋撞擊石頭時，雞蛋給石頭一個力，同時石頭給雞蛋一個作用力。這一對力有什么關(guān)系呢？
今天我們就來研究這一對力的關(guān)系
2．體驗這對力的關(guān)系──同學(xué)們坐在凳子上，兩腳懸空，然后用手推桌子，那么感覺到什么現(xiàn)象？如何解釋（要求學(xué)生親身體驗）。
讓個別學(xué)生談體會：
�。ǜ卑鍟�
表示出兩個力的施力物體和受力物體
一、作用力和反作用力（板書）
力是物體間的相互作用，人為的把其中一個力叫作用力，另一個力叫反作用力。
師：下面學(xué)生體會作用力和反作用力之間有哪些基本的特點？
讓學(xué)生充分體會并發(fā)表見解。
演示實驗1：把薄的輕木板放在并排的玻璃管上，然后把玩具小車上緊發(fā)條，并輕輕按在木板上。
讓學(xué)生操作并說明發(fā)生現(xiàn)象的原因：問：手一松，當(dāng)手離開小車時發(fā)生什么現(xiàn)象？說明什么問題？
讓操作手分析現(xiàn)象和原因。
演示實驗2：在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵的同名磁極靠近時，放手小車兩車被推開；當(dāng)異名磁極接近時，兩輛小車被吸攏。
(總結(jié))物體之間的作用是相互的，同時存在，同時消失（變化），這種相互作用在兩個物體上。
追問：作用力和反作用力還有什么特點？
追問：你怎么知道相等？我們能否探究這兩個力的關(guān)系？
1．演示及學(xué)生實驗：把兩個彈簧秤勾在一起，其中兩個彈簧秤相互的作用分別叫做作用力和反作用力。
先讓兩個學(xué)生（甲和乙）在黑板上演示，師生互動先讓甲拉，再讓乙拉，甲乙一起互拉。
之后讓學(xué)生全體實驗。
實驗結(jié)論：
兩個彈簧測力計的讀數(shù)變化總是相同的，大小相等，方向相反。
思考：當(dāng)兩個物體運動起來，其間的作用力和反作用力還是相等嗎？
2．學(xué)生實驗
問題1：如圖一個大車?yán)粋�小車運動時，大車對小車的拉力和小車對大車的拉力相等嗎？
問題2：如圖一個小車?yán)粋�大車運動時，大車對小車的拉力和小車對大車的拉力相等嗎？
介紹力的傳感器：力的傳感器：把力的信息（大�。┺D(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電信息的裝置。
分兩個問題分別讓學(xué)生探究。
給學(xué)生演示力與傳感器傳遞到計算機里的信息的關(guān)系。
下面介紹使用的注意事項。
學(xué)生探究前可先讓學(xué)生猜想電腦上顯示的作用力的圖形形狀和反作用力的圖形形狀應(yīng)該有什么關(guān)系？（對稱）
追思考：你想知道雞蛋碰石頭的力相等嗎？
追問：你怎么知道相等？
我們也借助傳感器探究實踐。
二、牛頓第三定律內(nèi)容：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。（板書）
公式：F＝－F′
師：進一步用類比的方法使學(xué)生加深印象。作用力與反作用力的關(guān)系，很像電視、電影上放的“難兄難弟”的關(guān)系：有福同當(dāng)，有難同享，同生共死……
3．下面通過例題進行研究：
例題：物體用線吊在天花板上，分析物體受幾個力？并指出每一個力的反作用力、以及平衡力？要求學(xué)生上黑板做，畫出示意圖，然后訂正錯誤，并分析作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別。
三、作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別和聯(lián)系
觀察思考
現(xiàn)象：雞蛋碎了。
現(xiàn)象：雞蛋碎了；說明石頭給雞蛋一個力，這個力大于雞蛋所要承受的力。
部分學(xué)生憑感覺回答：大小相等，方向相反
學(xué)生參與動手體驗，充分感受作用力和反作用力
當(dāng)你在推桌子時，桌子反過來同時推自己。
�。ò鍟�
思考
觀察思考
觀察到的實驗現(xiàn)象：車在向前運動的同時，木板向后運動，并且同時停止。
學(xué)生代表操作，其他學(xué)生認(rèn)真觀察并思考。
結(jié)論：車之所以向前運動是木板給它一個向前的力，同時車給木板一個向后的力，這兩個力的性質(zhì)一樣，都是摩擦力
觀察
筆記
學(xué)生回答：大小相等
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拉，并向一方向緩慢運動
全體學(xué)生自主探究
讓學(xué)生總結(jié)
誘發(fā)學(xué)生討論思考
觀察思考新技術(shù)的利用
學(xué)生觀察學(xué)習(xí)計算機的使用和力的傳感器的“傳感”作用。
圖像對稱的含義學(xué)生進行討論。
學(xué)生回答：相等
追問：對稱和總是相等怎樣建立關(guān)系？
學(xué)生通過實驗探究，帶有傳感器的小車間相互撞擊，分析計算機上輸出的圖像信息
讓學(xué)生總結(jié)：
板書
總結(jié)：物體間的相互作用
利用牛頓第三定律讓學(xué)生解決實際問題，讓學(xué)生體會作用力和反作用力在實際的應(yīng)用中注意問題。
展示課堂上不便于操作的試驗，激發(fā)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)的求知欲望。
展示學(xué)習(xí)內(nèi)容
展示學(xué)生體驗要求和注意事項
展示這對力的圖景，幫助學(xué)生建立這對力作用在兩個物體上。
展示演示實驗的裝置。給學(xué)生提供思考的平臺。
展示這對相互作用力
展示
展示定性實驗結(jié)論
展示教學(xué)資源
展示探究要求
展示問題
展示具體情景
利用現(xiàn)代技術(shù)實現(xiàn)平常很難實現(xiàn)的情景，很難測量的物理量。
創(chuàng)設(shè)問題情景，從生活走向物體，營造輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。
在課堂上實驗可見度不夠大。通過視頻文件很好地解決了這一問題。
明確本節(jié)課的目的
讓學(xué)生從分感知，體驗
從而引入作用力和反作用力的概念
畫圖使學(xué)生體會作用力和反作用力在不同的物體上，為后續(xù)講解這一對力的效果做鋪墊。
讓學(xué)生演示，使學(xué)生感受到科學(xué)并不神秘，培養(yǎng)學(xué)生走進科學(xué)的意識。
給學(xué)生深刻的烙印—力的作用是相互的
物體間不同性質(zhì)的力的展示及分析，為后續(xù)總結(jié)特點作鋪墊。
學(xué)生初中的知識是定性記憶，引起學(xué)生回憶。
演示的學(xué)生按老師的要求充分演示，體現(xiàn)作用力和反作用力的同時性，等大性。
學(xué)生的智慧是無窮的，不可估量的。該探究讓學(xué)生自主設(shè)計探究，給學(xué)生最大的自由度，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，以極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
突破難點
為學(xué)生突破本節(jié)課的難點做準(zhǔn)備，為學(xué)生以下自主探究提供實踐的步驟，使現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于物理教學(xué)中，讓物理課堂充滿新時代 氣息。
呼應(yīng)課前的引入階段，再一次激活學(xué)生疲倦的腦細胞，使其再次興奮。
使用身邊的情景讓學(xué)生分析體會物理就在我們的生活周圍，鞏固、檢測學(xué)到的知識，開闊學(xué)生的視野，讓物理走向生活。
四、總結(jié)和思考
思考1：在馬拉車的情景中，以下分析正確的是（ ）
A．馬拉車不動，是因為馬拉車的力小于車?yán)R的力
B．馬拉車前進，是因為馬拉車的力大于車?yán)R的力
C．只有馬拉車勻速前進時馬拉車的力才等于車?yán)R的力
D．只有馬拉車加速前進時，馬拉車的力大車?yán)R的力
E．無論靜止勻速加速減速馬拉車的力總等于車?yán)R的力
讓學(xué)生認(rèn)識到：車?yán)R和馬拉車的力的關(guān)系與車為什么動了是兩個問題。
車?yán)R和馬拉車的力的關(guān)系與它們的運動狀態(tài)無關(guān)，這對力始終相等。而車動了的原因是車一個的受力問題。
思考2：你認(rèn)為作用力和反作用力與物體的運動狀態(tài)有無關(guān)系？
五、課堂檢測
見后面。
展示信息，提高課堂效率
給學(xué)生提供交流的信息平臺，學(xué)生討論分析
提供圖片，幫助學(xué)生建立正確的聯(lián)系。
學(xué)生自我練習(xí)
通過對比使學(xué)生進一步理解作用力和反作用力的關(guān)系
實踐檢驗
區(qū)別作用力和反作用力；以及某一個物體上的合力之間沒有關(guān)系
使學(xué)生明確作用力和反作用力的的關(guān)系在兩個物體上，與兩個物體的運動狀態(tài)無關(guān)。
檢測及時發(fā)現(xiàn)問題
板書
牛頓第三定律
一、作用力和反作用力
二、牛頓第三定律的內(nèi)容
1．內(nèi)容：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
錄像結(jié)束
2．公式：F＝－F′
3．作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別
【檢測練習(xí)】
1．如圖所示，將兩彈簧秤a、b聯(lián)結(jié)在一起，當(dāng)用力緩慢拉a彈簧秤時，發(fā)現(xiàn)不管拉力F多大，a、b兩彈簧秤的示數(shù)總是相等，這個實驗說明（ ）
A．這是兩只完全相同的彈簧秤
B．彈力的大小與彈簧的形變量成正比
C．作用力與反作用力大小相等、方向相反
D．力是改變物體運動狀態(tài)的原因
2．一根繩子吊著一只桶懸空時，屬于作用力與反作用力的是( )
A．繩對桶的拉力，桶所受的重力
B．桶對繩的拉力，繩對桶的拉力
C．繩對桶的拉力，桶對地球的作用力
D．桶對繩的拉力，桶所受的重力
3．如圖靜止在斜面上的物塊與斜面之間有一對力的關(guān)系？畫圖分析.
4．分析人在走路時，有幾對作用力和反作用力？
5．在你的一生中，質(zhì)量在變化（有時大，有時小）；位置在變化（在空中，在水中等）；狀態(tài)在變化（靜止，加速）。任何時刻地球?qū)δ愕淖饔昧Χ嫉扔谀銓Φ厍虻淖饔昧幔?/p>
【課后總結(jié)】
1．使用計算機教學(xué)效果好，配合演示實驗，把本節(jié)課的難點作用力和反作用力“總是”相等，計算機顯示的圖像對比分明，學(xué)生印象鮮明、深刻。
2．有利于幫助學(xué)生理解和記憶，用計算機把瞬時變化的力──碰撞過程，以及學(xué)生使力（變大變�。┑倪^程通過具體的圖像和學(xué)生使力的感受有機結(jié)合，使學(xué)生對作用力和反作用力“同時”變化，加深記憶和理解。
3．有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力，把對計算機的圖像的觀察和科學(xué)地進行程序分析現(xiàn)象與教學(xué)緊密結(jié)合起來，能較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析能力。
4．有利于觀念的更新。計算機進入課堂，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、使用計算機的興趣；同時，也是教學(xué)手段現(xiàn)代化的必要措施；這對我們教育觀念的更新無疑起了積極的作用。
5．利于計算機輔助教學(xué)把課上不易操作的程序在課前完成，課上展示；同時把不易測量的量通過計算機輔助實現(xiàn)，解決課上的難點、重點問題。
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