對牛頓第三定律的探究

蘇立敏河北省泊頭市第一中學

對牛頓第三定律的探究

蘇立敏
河北省泊頭市第一中學

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、二定律的研究對象是單個的受力物體,只能解決一個物體的受力與運動之間的關系。而自然界中的物體都是相互聯系、相互影響、相互作用的。反映物體間相互作用規律的“牛頓第三定律”,是把一個物體受到的力與其它物體受到的力聯系起來的橋梁,它獨立地反映了力學規律的另一側面。因此它是對牛頓第一、二定律最有效的補充,學好這部分知識是學生能正確對物體進行受力分析的基礎。對此，本人就此經典力學基礎，做了一個探究性教學設計，目的在于激發學生關心和重視生活中的物理，勇于探索、敢于創新,培養學生實事求是的科學態度和嚴格的科學方法；激發學生的求知欲、創造欲和主體意識,培養創造能力，從而鍛煉學生的觀察能力、分析實驗現象的能力、邏輯思維能力、語言表達能力，讓學生全面掌握牛頓第三定律的本質。

一、教學設計思路

牛頓運動定律是經典力學的基礎，是整個高中物理學習所必須掌握的重要內容，是整個力學的核心。牛頓第三定律揭示了自然界物體之間的聯系性和相互性，是我們以后學習動量守恒定律等知識的基礎，所以掌握牛頓第三定律尤為重要。

本節教學是在學生生活經驗和原有知識經驗的基礎上展開的，在教學中抓住學生潛意識中的問題，利用實驗探究逐層深入解決。通過本課題的學習，加深學生對牛頓第三定律的理解，引導學生有意識地利用該定律解釋有關實際問題，培養學生分析歸納能力和尊重事實的科學態度。

二、學習任務分析

本節課要讓學生通過實驗體驗探究、通過思考歸納總結，明確作用力和反作用力之間的關系，從而理解牛頓第三定律的內容，并能夠用來解決有關的實際問題。

三、學情分析

學生對力的概念有一定的理解，對常見的三種性質力重力、彈力和摩擦力有一定的認識，能對物體進行基本的受力分析，也知道兩個物體間存在相互作用力，為本課的學習做好了知識方面的準備。學生具備了一定的分析問題、解決問題能力，為本課的學習做好了能力方面的準備。學生具有一定的研究性學習和協作學習的能力和意識，具有一定的科學探究的思想，為本課的學習做好了思想意識上的準備。學生對兩個物體間相互作用力的關系不是很了解，更沒有系統的概念，尤其對變速運動中作用力與反作用力等大的認識被生活經驗掩蓋了，所以，突破學生對作用力與反作用力等大的認識是關鍵。

四、教學重點

（1）作用力與反作用力共存、等大的理解和應用；

（2）作用力與反作用力不能抵消觀點的認識。

教學難點：在實際生活情境中體會作用力與反作用力等大的規律。

五、三維教學目標

1.知識與技能。

（1）知道力的作用是相互的，理解作用力與反作用力的概念；

（2）會在具體問題中確定一對作用力和反作用力；

（3）理解牛頓第三定律的確切含義，能用它分析解決簡單的問題。

2.過程與方法。

（1）學生通過觀察分析生活中相互作用的現象，思考歸納力的相互作用的規律；

（2）學生通過實驗，探究力的相互作用的大小關系。

3.情感態度與價值觀。

（1）學生經歷實驗觀察、討論探究等學習活動，激發探索的興趣，培養尊重客觀事實的科學態度和團結協作的精神；

（2）學生通過知識在實際生活的應用，培養透過現象看本質、溯本求源的意識。

六、教學過程

第一環節：強化作用力與反作用力共存的認識，強化作用力與反作用力性質相同、方向相反的認識課前發給每位同學一只氣球，請同學們開動腦筋想一想“利用你手中的氣球可以做什么”？嘗試各種方式方法實踐你的設想，并且利用所學習的科學知識加以解釋。看誰的設計最有創意。這節課交流一下，利用手中的氣球可以做什么呢？給學生時間一個一個說清楚。對每一種設想，教師都強調說清誰是作用力？誰是反作用力？它們的方向如何？是什么性質的力。在學生的潛意識里，并不關注反作用力的存在，也有學生不會分析反作用力。設計這些交流

的意圖是強化學生對反作用力存在的認識，深化學生對作用與反作用共存的認識、方向相反及性質相同的認識。

【體驗探究1、2】、示范畫示意圖、學生畫示意圖，設計意圖還是在強化作用力與反作用力關系中性質與方向的認識。通過交流分享，同學間互相取長補短。

第二環節：學生體驗探究作用力與反作用力大小的關系

【體驗探究3】是想讓學生通過實驗認可作用力與反作用力是等大的。但學生的生活經驗讓他們對變速運動中作用力與反作用力等大的認識又模糊了。如果問學生馬為什么能拉車向前跑，學生的回答往往是馬的拉力大；拔河、掰腕子誰會贏？學生的回答是誰勁大誰贏，但拉力比什么力大？勁比什么大卻分不清楚。

通過【體驗探究4】引導學生走出誤區。磁鐵拉鉤碼的實驗，意圖是使學生討論后達成共識：一個物體的狀態如何改變，取決于它的受力，物體間的作用力與反作用力總是大小相等。用彈簧秤拉綁有彈簧秤的木塊的實驗，意圖是使學生體會并認可：無論物體是靜止、勻速還是變速運動時，作用力與反作用力總是大小相等的。作用力和作用力可以同時變化，在變化過程中保持大小相等。

這些工作都是為了讓學生體會研究物理問題的方法，最后能夠清楚的掌握，物體間的作用力與反作用力總是大小相等，又可引發出一些學生的另一個問題，作用力與反作用力能否抵消。從概念上講“物體之間的作用力與反作用力”說明兩個力作用在不同物體，不能抵消；從力的作用效果上講，每個力各自產生自己的作用效果，互不抵消。

第三環節：總結比較【交流分享3、4、5】設計意圖是希望通過比較學生能更好的理解牛頓第三定律的內涵

本節課力圖從學生潛在的問題入手，通過體驗探究、學生交流分享，歸納總結自己對牛頓第三定律的理解，并在每個環節的問題中加以應用。