《牛頓第三定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：本文從生活實(shí)例出發(fā)，引出作用力與反作用力。再分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主探究作用力與反作用力的關(guān)系，加深理解，然后教師用力傳感器演示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下作用力與反作用力大小的關(guān)系（考慮到有的學(xué)校沒(méi)有力傳感器實(shí)驗(yàn)儀器，在運(yùn)動(dòng)的小車上固定兩個(gè)彈簧對(duì)拉），得出牛頓第三定律，并引導(dǎo)學(xué)生得出作用力與反作用力的同時(shí)性和力的性質(zhì)相同。最后分析牛頓第三定的應(yīng)用和意義。

關(guān)鍵詞：作用力與反作用力 牛頓第三定律

【教學(xué)目標(biāo)】

（1）體驗(yàn)力的作用是相互的。

（2）理解掌握牛頓第三定律，并能用它解釋生活中的有關(guān)問(wèn)題。

【教學(xué)重點(diǎn)】

（1）探究作用力與反作用的關(guān)系

（2）理解牛頓第三定律并會(huì)分析實(shí)際問(wèn)題

【教學(xué)難點(diǎn)】

掌握牛頓第三定律并用它分析實(shí)際問(wèn)題

【教學(xué)器材】

每組學(xué)生：彈簧測(cè)力計(jì)（4個(gè)）、細(xì)繩套的橡皮筋（2個(gè)）、小磁針（兩個(gè)）、條形磁鐵2根

教師器材：小車2個(gè)，彈簧測(cè)力計(jì)2個(gè)，力學(xué)傳感器一套

【教學(xué)設(shè)計(jì)】

引入：（1）請(qǐng)一個(gè)同學(xué)上臺(tái)，身體前傾，雙手伸直放在桌子邊沿，雙腳著地，人趴在桌子上面。

教師：請(qǐng)問(wèn)怎樣才能使你自己直立起來(lái)？

學(xué)生：用力推桌子

教師總結(jié)：人推桌子，桌子推人，人就可以直立起來(lái)。說(shuō)明力的作用是相互的

總結(jié)：在這里我們就把人和桌子間相互存在的一對(duì)力，叫做作用力和反作用力（板書），如果人受到桌子的力叫做作用力，則桌子給人的力叫做反作用力。作用力和反作用力在我們的生活中是廣泛存在的。

（2）引導(dǎo)學(xué)生回顧生活中有關(guān)作用力和反作用力的其他實(shí)例。學(xué)生列舉生活中的一些實(shí)例，如鼓掌左手拍右手，異名磁極相互吸引等

新課：（一）作用力和反作用力有何關(guān)系？請(qǐng)大家從力的三要素大小，方向，作用點(diǎn)去探究

1、探究作用力和反作用力大小關(guān)系（學(xué)生探究）

實(shí)驗(yàn)1.將A和B兩個(gè)彈簧秤的掛鉤水平掛在一起，然后對(duì)拉。拉到一定的狀態(tài)，保持靜止不動(dòng)。改變拉力，保持靜止不動(dòng)，再次記錄兩彈簧讀數(shù)。

現(xiàn)象：大部分同學(xué)的彈簧秤時(shí)數(shù)相等，小部分學(xué)生的甲乙彈簧秤示數(shù)不同。

分析原因：示數(shù)不同的在實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有把彈簧秤調(diào)零。

結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，作用力和反作用力大小相等

2、探究作用力和反作用力方向關(guān)系（學(xué)生探究）

實(shí)驗(yàn)2：把兩個(gè)條形磁體固定在小車上，兩小車擺在同一直線上，異名磁極相對(duì)。再同名磁極相對(duì)。

現(xiàn)象：異名磁極放置時(shí)，兩小車相互吸引，相向運(yùn)動(dòng)；同名磁極放置時(shí)，兩小車相互排斥，朝相反方向運(yùn)動(dòng)

結(jié)論：作用力和反作用力方向相反

實(shí)驗(yàn)3：把甲小磁針擺在桌面上靜止不動(dòng)，乙小磁針?lè)旁诟浇▋蓚€(gè)小磁針靠近但不接觸），撥動(dòng)乙小磁針，總是異名磁極相對(duì)，以甲為中心，讓乙小磁針緩慢圍繞甲轉(zhuǎn)動(dòng)

現(xiàn)象：兩個(gè)小磁針總是異名磁極相對(duì)，兩個(gè)小磁針總在同一直線上。

實(shí)驗(yàn)4：甲橡皮筋一端掛在鐵架臺(tái)上，另一端通過(guò)細(xì)繩套與乙橡皮筋某一端相掛，乙橡皮筋另一端用手抓住.用力將兩橡皮筋拉直.觀察兩橡皮筋的方向。多次改變拉力方向，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)象：無(wú)論如何改變方向，兩橡皮筋和細(xì)繩套總在同一直線上

實(shí)驗(yàn)3和4結(jié)論：作用力和反作用力總是在同一直線上

教師：兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)拉靜止時(shí)候發(fā)現(xiàn)讀數(shù)相等，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用力和反作用是否還相等呢？

教師演示實(shí)驗(yàn)：將A力學(xué)傳感器固定在一個(gè)長(zhǎng)方體物體上，另一個(gè)B力學(xué)傳感器拉著A運(yùn)動(dòng)，觀察在電腦上顯示的作用力與反作用力的圖案。

現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)無(wú)論加速或減速或勻速，作用力與反作用力總是大小相等，方向相反。

如果沒(méi)有力學(xué)傳感器，可以在兩個(gè)小車上都固定一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)），將兩小車先拉開一定距離，再松手，對(duì)小車運(yùn)動(dòng)進(jìn)行攝影，用暴風(fēng)影音進(jìn)行播放。按一下暫停，在按鍵盤上的左右方向鍵一幀一幀進(jìn)行播放，觀察兩彈簧讀數(shù)是否相等。（根據(jù)實(shí)際情況可以在小車上增加其他物體，使松手后小車較慢運(yùn)動(dòng)，攝影更清晰一些）

現(xiàn)象：在誤差允許范圍內(nèi)，兩彈簧讀數(shù)相同

結(jié)論：無(wú)論運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，作用力與反作用力總是大小相等，方向相反。

3、探究作用力和反作用力作用點(diǎn)關(guān)系

經(jīng)分析易知，作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上

（二）牛頓第三定律：兩個(gè)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。

牛頓第三定律數(shù)學(xué)表達(dá)式： （負(fù)號(hào)表示反作用力 與作用力F的方相反）

理解：1、“總是”是強(qiáng)調(diào)對(duì)于任何物體，任何情況下均成立，而不論物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2、作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、變化及消失。

3、雖然兩者大小相等、方向相反，但分別作用在兩個(gè)物體上，效果不能抵消。

觀察兩個(gè)力學(xué)傳感器的圖像，發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同時(shí)變化。

引導(dǎo)學(xué)生，總結(jié)出作用與反作用力的同時(shí)性

根據(jù)前面的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)彈簧對(duì)拉，作用力與反作用力都是彈力，異名磁極相互吸引，作用力與反作用力都是磁力。總結(jié)出作用力與反作用力力的性質(zhì)相同。

（三）應(yīng)用：列舉生活中一些常見的跟牛頓第三定律有關(guān)的實(shí)例。展示人用漿劃船圖片，播放我國(guó)火箭發(fā)射視頻，讓學(xué)生分析作用力與反作用力

人用漿劃船，漿向后劃，水給漿一個(gè)向前的力。火箭發(fā)射向后噴氣，氣體對(duì)火箭有力的作用。

牛頓第三定律意義：牛頓第一定律和第二定律告訴我們一個(gè)物體在受力或不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。

牛頓第三定律指出作用力與反作用力的關(guān)系，它是把物體受到的力與其他物體受到的力聯(lián)系起來(lái)的橋梁。有了它就會(huì)把受力分析的對(duì)象從一個(gè)物體擴(kuò)展到多個(gè)物體。對(duì)研究多物體間力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有重要，也是后面碰撞問(wèn)題研究的基礎(chǔ)。牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律構(gòu)成了物理學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ)，為物理科學(xué)的建立提供了基本定理。三大定律的推出、地球引力的發(fā)現(xiàn)和微積分的創(chuàng)立使得牛頓成為過(guò)去一千年中最杰出的科學(xué)巨人。朗讀蒲柏（英國(guó)詩(shī)人）寫的詩(shī)歌和牛頓自己的名言。

【作業(yè)布置】

教材課后練習(xí) 2，3題

基金項(xiàng)目：湖南省教育科學(xué)規(guī)劃十三·五課題《普通高中物理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)空間課堂建設(shè)的研究》（XJK016BZXX014）

作者簡(jiǎn)介：

伍艷（1984—），女，湖南新化人，中學(xué)一級(jí)教師，主要從事中學(xué)物理教學(xué)研究。