高中5 牛顿第三定律教学设计

这是一份高中5 牛顿第三定律教学设计，共3页。教案主要包含了牛顿第三定律，“说一说”教学，几个典型问题教学等内容，欢迎下载使用。
牛顿第一定律和第二定律解决了单个物体的运动和力之间的关系，但自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的，一个物体在受到其他物体作用的同时也会对其他物体有作用，牛顿第三定律就是研究物体之间的相互作用的关系的。只有充分地研究物体间的相互作用，才能比较全面地认识物体的运动规律，牛顿的一、二、三定律才能构成比较全面地反映机械运动规律的一套定律。
教科书对牛顿第三定律的讨论是循序渐进的，首先是通过实际现象的分析讨论，得出物体之间的作用力是相互的，相互作用力是同时产生同时消失的，第二是通过实验定量测量得出相互作用力大小相等方向相反，即得出牛顿第三定律。第三是回到实际应用中，使学生体会牛顿第三定律在生产和生活中的应用，这三个方面，均需要学生在一定的情景下去体验和实践，才能达到理解领会和应用的目的。
教学建议
一、分清作用力与反作用力
作用力与反作用力的概念虽然很简单，但在具体应用中，有些学生仍然分辨不清哪两个力才是作用力与反作用力。老师们可通过甲、乙两物体的相互作用，说明甲对乙的作用力称为作用力，则乙对甲的作用力称为反作用力。即只涉及甲乙两个物体，与第三个物体无关。可通过后面的“教学参考用题1”加以训练。
二、牛顿第三定律
1.作用力与反作用力的关系
对于作用力与反作用力等大、反向、作用在同一条直线的关系，难度不大，老师们要利用这个机会，让学生通过实验自己去探究 ，这是“方法与过程 ”的教学，学生在成功的探索中形成正确的观念，也是“情感态度与价值观”的教育，老师们不要为了图省事代替学生的活动而直接给出了结论。要充分利用“探究作用力与反作用力的关系”实验，让学生分组实验，相互讨论得出结论，学生总结可能不太完善，这不要紧，学生是在探究嘛！这是正常的。学生分组实验时老师们也可给学生以恰当 的提示。如力是矢量，既有大小 ，又有方向，探究两个力的关系，也要探究其大小和方向的关系。学生通过实验探究能够知道作用力与反作用力具有同时性。为了进一步说明作用力与反作用力的关系与物体存在状态无关，老师们要创造条件去做87页的“做一做”，这个实验能演示两个力的动态关系，所以应尽量让学生叙叙述自己对图象的认识。特别是两个钩子的受力情况由计算机屏幕显示出来完全对称，这是其他形式所不能代替的。如果暂时没有仪器，也要充分利用教材的材料，让学生去体会能够得出的实验结论。
几种常见的错误：
①认为作用力在先，反作用力在后；
②认为相互作用的物体只有处于平衡状态时，作用力和反作用力大小相等
③作用力和反作用力既然是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，因此，作用力和反作用力就可以相互抵消……
图4-5-1
图4-5-2
④学生会认为，图4-5-1弹簧秤的示数与图4-5-2弹簧秤的示数一定不同。
⑤有些同学认为，相互接触的物体间的相互作用力大小相等，方向相反，但对不接触的物体之间的相互作用是不是有同样的结论是怀疑的，教师也可以设计一个小实验让学生体验。例如：在水中放两个软木塞，木塞上各放一个小磁铁，当同名磁极相对时，相互排斥，两木塞向相反的方向运动。当异名磁极相对时，相互吸引，做相向运动，以此来说明互相不接触物体间的作用也是相互的。
对这些错误的认识，教师应通过演示实验等方法逐步帮助学生去纠正。
2.“作用力与反作用力和一对平衡力”的教学
作用力与反作用力和一对平衡力在有多的相似之处。正因如此，导致部分学生在认识上存在一些误区。老师们可给出下表，让学生通过实验探究，思考、辨析，完成“结论”部分内容。
3.视频参考资料（附件）
①人从船上的一端跑向另一端，再跳上岸。在整个过程中都体现牛顿第三定律所反映的作用力与反作用力。要充分利用好这一视频资料。
②汽车后轮被架空，汽车失去前进动力。根据这一现象还可让学生分析，主动轮与从动轮所受摩擦力方向。
三、“说一说”教学
编者认为这个问题的情景比拔河问题简单，其实不然，这个问题的难点是物理模型的建立。本比赛的输赢是以将对方前臂压倒为止，不是说将对方手腕扣倒就能赢的，因此该问题的实质是绕固定转动轴的力矩不平衡问题，即大力士手臂的力矩大于对方给大力士的力矩，合力矩作用效果使前臂沿大力士前臂的作用力方向转动。将大力士给手及臂的力简化为作用点在手上，方向与对方施力方向相反这一物理模型。由于力臂是从转动轴（肘）到力的作用线的垂直距离（前臂及手的长）相等，因此该问题又可转化为二力不平衡问题，但这个过程的思考，不是学生现有知识水平所能达到的。为了降低该问题的难度，老师们可将该问题的物理模型帮助学生建立起来。
四、几个典型问题教学
1、拔河问题
图4-5-3
如图4-5-3所示，甲、乙两队进行拔河比赛，不管谁胜谁负，甲对乙的拉力总等于乙对甲的拉力。老师们要引导学生构建物理模型，探究分析胜负的力学分析方法。受力如图4-5-3所示。若乙队负，可以乙对为研究对象，水平方向上乙受两个力的作用，甲对乙的拉力和地对乙的摩擦力，其中＞，造成乙队负。
2、马拉车问题
不管车是静止的，匀速的，匀加速的……（即运动状态不同），马对车的拉力总等于车对马的拉力。老师们要引导学生学会选取研究对象，该问题选车为研究对象较方便，车在水平方向受两个力的作用，马对车的拉力和地对车的摩擦力。车不动，说明车处于平衡状态，这两个力相等。拉不动的原因是马拉车的力小于地对车的最大静摩擦力，不是小于地对车的静摩擦力，更不是小于车对马的拉力，对学生存在的错误认识可通过讨论解决。
教学参考用题
1、粗糙水平地面上有一木箱，现用一水平力拉着木箱匀速前进，则
A.木箱所受到的拉力和地面对箱的摩擦力是一对作用力与反作用力。
B.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力
C.木箱所受的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
D.木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
答案：BC
题目设置目的：①辨析作用力与反作用力；②区分作用力与反作用力和一对平衡力
2、甲乙两人分别站在两辆相同的小车上，车与地面间光滑，他们分别拉一绳子各一端，并且全力以赴，下列哪种情况下两人会同时到达中点：
A.甲的力气比乙小，甲的质量是比乙大 B.甲的力气比乙大，甲的质量与乙相同
C.甲的力气比乙大，甲的质量是比乙小 D.甲的力气比乙小，甲的质量是比乙小
分析：同时到达中点，说明对地位移甲、乙是相同的，可将甲、乙两人的运动看成是初速度为0的匀加速直线运动来处理，S＝，欲满足S，t相同，必须使a相同，而，对任何一人与车的整体，受力分析知为作用力与反作用力，故m相同满足题设条件。
答案：B
图4-5-4
题目设置目的：物体运动模型的构建
3、（1992上海）如图4-5-4中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为ｍ，整个装置用轻绳悬挂于0点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力的大小为
A. F＝ｍｇ B. Mｇ＜F＜（M＋ｍ）ｇ
C. F＝（M＋ｍ）ｇ D. F＞（M＋ｍ）ｇ
分析：此题考查两个知识点：一是铁片与电磁铁的作用力与反作用力；二是铁片在上升过程中不是匀速，而是变加速，且加速度方向向上，故铁片与电磁铁的作用力与反作用力在数值上大于ｍｇ，以A、C系统为研究对象知F＞T（M＋ｍ）ｇ
答案：D
题目设置目的：①对作用力与反作用力的理解及应用；②能否动态分析问题名
称
结
论
比
较
内
容
作用力与反作用力
一对平衡力
研究对象
作用在两个物体上
作用在一个物体上
性质
一定是同种性质的力
可以是不同性质的力
作用效果
不能抵消
可以抵消
同时性
一定同时出现，同时变化，同时消失
不一定同时出现，也不一定同时消失
共同点
等大、反向、作用在同一条直线上