探究牛顿第三定律

教材分析

    在《相互作用》这章中，学习了牛顿第一定律和牛顿第二定律，但它们解决的是单个物体在不同的力学情景下所遵循的规律。而力是不能脱离受力物体和施力物体而独立存在的，在探讨力时必然要涉及施力物体和受力物体之间的相互作用及它们所遵循的规律，牛顿第三定律揭示的恰恰就是这一规律。因此牛顿第三定律使我们能更加全面的认识到物质世界的关系及其运动规律，现实生活中许多实际问题才得以圆满顺利解决。

学情分析

    高一学生在学习本节内容之前，已经学过了几个具体的力，如重力、弹力、摩擦力等，并且知道力的作用是相互的；可以对物体进行受力分析，并且本章中又学过了牛顿第一、二定律，能够掌握物体的基本运动规律，这也是学习牛顿第三定律的基础，但学生不理解为何要提出作用力和反作用力的概念，认为作用力和反作用力的关系不平等，作用效果可抵消，对物体间力的作用为何是相互的理解也不够深刻，在研究问题的过程中，不能正确确定研究对象，导致不能解释马拉车、 拔河比赛等生活现象，另外受生活经验的影响，已经在头脑中形成了一些前概念，如如大人拉小孩，学生觉得大人对小孩的拉力一定大于小孩对大人的拉力，阻碍了学生对牛顿第三定律的理解。

教学目标

一、知识与技能
    知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念；

理解掌握牛顿第三定律，并能应用它解释生活中的现象。
二、 过程与方法
    通过学生自主、合作设计、操作、分析作用力和反作用力的关系实验，培养学生的思考能力、实验能力和团结协作能力；

通过师生共同探究分析与牛顿第三定律相关的生活现象，培养学生分析解决实际问题的能力。

三、情感态度价值观

     结合有关作用力和反作用力的生活实例，培养学生独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度和团结协作的科学精神。

教学重难点

    牛顿第三定律的探究过程和对该定律的理解应用

教学重点

    如何引导学生根据教师提供的实验材料探究出牛顿第三定律

学时重点

    理解并应用牛顿第三定律解决生活中的物理现象

教学过程

一、创设情境，引入新课（5分钟）

教师活动：（1）首先展示一张图片（人双手的雕塑 ），询问学生手的作用，教师由此引出：这节课我们将以手为出发点，开展教学，请同学们伸出双手，并播放歌曲（幸福拍手歌，仅截取了拍手部分）。在拍手的过程中，学生会感觉到双手疼痛。

设计依据：物理课变为了集艺术、音乐与游戏为一体的方式，学生一开始就被吸引到课堂之中，缩短进人学习状态的时间。另外很多学生心理就会产生疑虑，老师葫芦里到底装的是什么药？砂锅被打破了， 原有的思维模式被打破，认知结构失去平衡，就有强烈要求重新平衡的求知欲望。让学生在情感上产生共鸣，提高学习热情和兴趣。

（2）情景展示：用四指拉一拉双手；搓一搓双手（并展示相应图片 ），询问学生有何感觉？

（3）提出问题：根据拍手、拉手、搓手，你可以得出什么结论呢？请小组讨论得出问题。

学生活动：学生相互讨论，分组探究，小组汇报。三个案例在学生亲身体验的条件下发生的，使学生深刻理解物体间力的相互作用，不受时间限制，前概念受到很大冲击，得出结论：力的作用是相互的，作用效果不能抵消。

〔 板书 〕一 、作用力与反作用力的概念：当一个物体给另一个物体施加力的同时，另一物体也对这一物体施加力的作用，物体间的相互作用叫做作用力与反作用力。作用力与反作用力的关系是平等，将一个叫做作用力，另一个就叫做反作用力。

二、运用“科学探究”模式探究牛顿第三定律（20分钟）

教师活动：提出问题1作用力和反作用力的大小、方向、性质有何关系呢？引出探究实验1：运用弹簧测力计探究作用力与反作用力。

实验1：用弹簧测力计探讨作用力与反作用力

学生活动：小组合作，开展实验，完成表格1和2，讨论并得出结论。

表1  弹簧A与弹簧B对拉时，两弹簧的示数对比

思考：两弹簧示数、方向有何特点？

表2  弹簧A固定，弹簧B拉弹簧A时，两弹簧的示数对比

思考：两弹簧示数、方向有何特点？

结论：作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用效果不可抵消。（前概念被推翻）

教师活动：提出问题2用弹簧测力计测定力时，弹簧指针必须放可读数固定，那在拉动过程中，物体间的作用力与反作用力是相等的吗？引出探究实验2。

实验2：运用力学传感器测定作用力与反作用力。

学生活动：小组分工合作，根据实验器材和实验操作手册，设计实验，观察在两个力学传感器拉动过程中作用力与反作用力的关系，并讨论得出结论。

结论：作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失。（前概念被彻底推翻）

〔 板书 〕牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等 、方向相反、作用在同一条直线上 。

三、习题巩固，解决生活中的物理现象（10分钟）

教师活动：展示一副宣传拔河比赛海报 （奖金是1000元），提出问题，如果我们班也想去竞争这份荣誉，如何才能取得比赛的胜利呢？请大家根据今天学到的知识，小组讨论并得出方案。

     学生活动：根据所学，以小组为单位，探讨结论，并小组展示教师修正得出合理方案。

     设计意图：用活动方案的形式替代传统教师一问一答考察学生对知识的掌握情况，通过创设一个具体的问题情境，使学生身临其境，加深其对知识的理解，另外通过活动策划的方式发挥学生的主动性，使学生真正深入课堂，提高学生的思考能力、组织表达能力、团队协作能力等，促进其全面发展。

结论：假设双方队员分别为A和B，因为绳子拉队员A的力和绳子拉队员B的力是一对作用力与反作用力，大小任何时刻是相等的。因此只能将双方队员单独研究，比如B队员，根据受力分析，水平方向受绳子的拉力和地面对他的摩擦力，若绳子的拉力相等，若想取得胜利，只能靠增大摩擦力，而前面学了，摩擦力跟接触面和正压力成正比例，因此可以增大接触面的粗糙程度，如穿鞋底面粗糙的鞋，或增大正压力，如选择体重较重的同学即可增大获胜的几率。

四、巩固升华，总结提高

    例1：鹿拉着雪橇从静止开始运动 ,如右图所示，下面说法中正确的是 (   )

A、鹿对雪橇的拉力先产生，运动以后雪橇才对鹿产生拉力。

B、雪橇所以能够运动是由于鹿对雪橇的拉力大于雪橇对鹿的拉力。

C、当鹿拉着雪橇匀速前进时，鹿拉雪橇的力和雪橇拉鹿的力大小相等；当鹿拉着雪橇加速前进时，鹿拉雪橇的力大于雪橇拉鹿的力 。

D、鹿对雪橇的拉力和雪橇对鹿的拉力是一对作用力和反作用力。

课堂总结

教师活动：引导学生一起总结出本节课程的知识点，主要是三个分别是（1）物体间力的作用是相互的。（2）当一个物体给另一个物体施加力的同时，另一物体也对这一物体施加力的作用，物体间的相互作用叫做作用力与反作用力。作用力与反作用力的关系是平等，将一个叫做作用力，另一个就叫做反作用力。（3）牛顿第三定律的主要内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等 、方向相反、作用在同一直线上（重点）。

板书设计

探究牛顿第三定律

一、物体间力的作用是相互的

二、作用力与反作用力的概念和关系——同时产生，地位平等

三、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等 、方向相反、作用在同一直线上

课后作业

 “鸡蛋的苦恼”，一枚鸡蛋痛苦地说道：“不管是我去碰石头，还是石头来碰我，最后我的遭遇都是 ，这究竟是什么原因呢，是因为我用的力不够大吗？” 请同学们利用今天学到的知识，利用课外时间帮助可爱的鸡蛋解决苦恼，下节课再一起探讨原因。

教学反思

    教学中，虽然学生整体学习素质较高，但因平时常规课大多以教师讲授为主进行教学，实验自主探究课程相关的训练不够，故学生在本节课小组合作学习、探究实验设计、师生共同探究实验等环节表现可能达不到理想的效果。因此在后续的教学中，应该多创设条件开设实验教学，加强学生的实验操作能力，改变以教师为主的常规课堂教学，提高学生在合作学习、探究学习中的参与度。