《牛顿第三定律》课例分析

                                  沪科版《高中物理教材》必修

延安市第四中学   李国鹏

【教材分析】

牛顿三大定律是一个有机的整体，前两个定律是对单个物体而言的，但要全面认识物体间的运动规律，必须研究物体之间的相互作用、相互影响，例如什么情况下系统机械能守恒，内力对系统的动量改变是否起作用。

本节分三个层次对牛顿第三定律进行研究：一是通过对实际现象的分析，定性地讨论物体间的作用是相互的，性质是相同的，同时发生的；二是通过实验定量地得到反映物体间相互作用的牛顿第三定律；三是说明该定律的意义和应用。

【学生分析】

从学生知识基础来看：学生在初中已有“力是物体间的相互作用”的知识，对定律又有着丰富的生活经验，故他们对定律的认识既熟悉而又较片面。这就迫切需要深入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷。

从学生年龄特征来看：作为高一年级学生，他们的积极性、主动性较强，有参与意识。因此可以通过直观的物理实验和生动的课堂讨论来调动学生的学习兴趣。

【教学目标】

一、知识目标

   1、知道作用力与反作用力的概念；

   2、理解、掌握牛顿第三定律；

   3、区分平衡力跟作用力与反作用力。

二、能力目标

   1、通过观察、实验总结规律的能力；

   2、在具体受力分析中应用牛顿第三定律的能力。

三、情感态度价值观

   1、培养学生敢于实践，勇于创新的精神；

2、让学生体验物理世界普遍存在的对称美。

【重点难点】

一、教学重点

   1、掌握牛顿第三定律；

   2、区分平衡力跟作用力与反作用力。

二、教学难点

      区分平衡力跟作用力与反作用力。

【教法学法】

实验法（演示实验，师生互动实验，学生分组实验），讨论法，类比法。

【教学仪器】

粗绳一根；带发条的小车，薄木板各一个，四个相同的短玻璃管；分组实验用的弹簧秤若干个。

【教学程序】

一、课程导入

师：请同学们想一想力是什么？下面让我们一起做一个动作。常言道：“一个巴掌拍不响”，那么请大家比赛拍巴掌，看谁拍得最响，然后请拍得最响的同学谈感受，两个巴掌都拍疼了，变红了，这说明什么？由此引入新课。

通过分析拍巴掌后会疼，巴掌都变红了，说明两手间存在作用力，并且是相互的。

师：（以幽默、夸张的语言）再举两例。

1．有些同学走路时不小心撞到墙或玻璃，会出现什么现象？说明什么问题？

生：（纷纷发言）玻璃碎了，同时头也淌血了，说明了：头给玻璃一个力的同时，它反过来也给头一个力。

2．同学们坐在凳子上，两脚悬空，然后用手推桌子，那么感觉到什么现象？如何解释（要求学生亲身体验并请学生回答）。

生：桌子同时反过来推自己，并且两个力同时产生，都是推力。

之后请学生阅读课本第一段并自己举例子，得出作用力和反作用力的定义。

（板书）：

力是物体间的相互作用，人为的把其中一个力叫作用力，另一个力叫反作用力。

二、定性观察

师：下面看一看作用力、反作用力之间有哪些基本的特点？

（播放视频）：观看《磁铁的相互作用》问：观察到什么现象？如何解释？（表述中要明确受力物和施力物，同时分析这两个力都是什么力）。

（师生）：两个磁铁同时向相反方向运动，作用力和反作用力性质相同，并且是一对磁场力。

（演示实验）：把薄的轻木板放在并排排放的玻璃管上，然后把玩具小车上紧发条，并轻轻按在木板上，问：当手离开小车时发生什么现象？说明什么问题？

（师生）：车在向前运动的同时，木板向后运动，并且同时停止，经过认真分析后得出，车之所以向前运动是木板给它一个向前的力，同时车给木板一个向后的力，这两个力的性质一样，都是摩擦力。

（板书）

作用力与反作用力性质相同，同时存在，同时变化，同时消失。

三、定量探究

（师生互动实验）：老师和一个小个子同学各拉绳子一端，进行拔河比赛，结果发现老师胜了，学生输了。

师：对刚才的实验，请同学们认真想一想，老师与学生之间的拉力大小存在什么样的关系？

生：老师的拉力大

师：（大声说）同学们的回答是错误的，那么如何求证这两个力的大小呢？

（板书）

作用力与反作用力的关系

师：启发学生设计实验进行探究并向每组学生发放两个弹簧测力计，（经过共同讨论后）得出实验方案如下：把两个弹簧测力计勾在一起，模仿拔河比赛，其中一个弹簧测力计相当于老师，另一个相当于学生，并分两种情况进行。

(1) 两弹簧测力计勾在一起拉，处于静止不动状态（模仿拔河比赛，双方处于僵持状态）；

(2) 两弹簧测力计勾在一起拉，并向一方运动（相当于比赛绳子被拉向一方时的状态）。

（学生分组实验）：做5分钟时间，教师巡回指导，并要求学生对秤先校零，让学生自己得出在各种状况下，两拉力大小的关系。

（模拟实验）：老师在多媒体上播放一个动画进行模拟实验，并画图进行解释，注意两力的大小、方向、作用点，得出自己的结论。

（板书）

牛顿第三定律

1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；

2．公式：F＝－F′。

四、深入讨论

（继续对师生互动实验进行挖掘）问：既然两个力大小相等，那么拔河比赛时，为何还存在胜负之分？

师：启发学生思考，结合牛顿第三定律讲解，并和学生讨论如何做才能获胜。

问：还有的同学想，既然两力大小相等，方向相反，那么加起来合力为零，则无论什么时候不存在胜负之分？

师：这实际上把作用力、反作用力与平衡力混淆了，它们是有区别的：前者两个力不是作用在一个物体上，谈不上抵消，不能求合力。

生：那么拔河比赛到底是靠什么取胜的？

教师播放多媒体动画并由学生总结出绳上的拉力是等大反向的作用力与反作用力，拔河比赛是靠摩擦力取胜的。

五、对比学习

（师生共同填写下面表格以加深学生对重点难点内容的掌握）

六、知识总结

师生共同总结牛顿第三定律，总结包括：

牛顿第三定律

内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直上。

公式：F＝－F′

理解：1、作用力和反作用力总是成对出现，同时产生，同时变化，同时消失。

      2、作用力和反作用力是同一性质的力。

      3、物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是非接触力。

      4、作用力和反作用力作用在两个相互作用的不同物体上，各自产生作用效果，不会抵消。

七、实例展示

在多媒体上播放时长两分半的视频《牛顿第三定律的应用实例》，并总结：牛顿第三定律在生活、生产上应用很广泛，人走路、汽车向前运动等现象无不与此规律有关。

八、巩固练习

例题1：用弹簧拉着木块在水平面上做匀速直线运动，弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是 （ BC ）

A、一对平衡力

B、一对作用力反作用力

C、大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

D、大小相等，方向相反，作用在同一物体上 。

通过例题1加深学生对牛顿第三定律的理解

例题2：手托着一个木块，由静止开始向下加速运动，手对木块的支持力应该（ BD ）

A、小于木块对手的压力

B、等于木块对手的压力

C、大于木块对手的压力

D、小于木块所受的重力

例题3：跳高运动员从地面跳起, 这是由于（ CD ）

A、运动员给地面的压力等于运动员受的重力。

B、地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力。

C、地面给运动员的支持力大于运动员受的重力。

D、地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力。

通过例题2和例题3将牛顿第三定律和学生以前的知识体系融为一体，让学生学会将知识相互联系。

例题4：把一块黄金挂在弹簧秤上并保持静止，

试证明：黄金对弹簧秤拉力的大小等于黄金重力的大小。

证明：

F₁ 与G是一对平衡力

∴ F₁＝G

F₁ 与F₂ 是一对相互作用力

∴ F₁＝F₂

∴ F₂＝G

通过例题4让学生学会应用牛顿第三定律科学的解释身边的问题。

九、布置作业

完成课本P82页“问题与练习”2、4。

【板书设计】