人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律教案设计

这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第三定律教案设计，共14页。教案主要包含了作用力和反作用力，牛顿第三定律，物体受力的初步分析等内容，欢迎下载使用。
教学目标
1．知识与技能
（1）知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。
（2）理解掌握牛顿第三定律，并能用它解释生活中的有关问题。
（3）能区分“一对平衡力”和“一对作用力、反作用力”。
2．过程与方法
（1）通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。
（2）通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。
（3）通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。
3．情感、态度、价值观
（1）经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。
（2）激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。
（3）培养与人合作的团队精神。
教学重点
1．知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。
2．掌握牛顿第三定律并能用它分析实际问题
3．区别平衡力与作用力和反作用力。
教学难点
区别平衡力与作用力和反作用力
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
力的作用是相互的。相互作用的力其大小有什么关系？
出示图片：大人跟小孩掰手腕
大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手压在桌面上。那么，他们施加给对方的力，大小相等吗？
平时我们说磁铁能吸引铁钉，而不说铁钉能吸引磁铁，是不是因为磁铁吸引铁钉的力大于铁钉吸引磁铁的力呢？
那么，这两者之间有什么关系？这就是我们今天要学习的内容―牛顿第三定律，
学生思考讨论
从生活走向物理，用生活中的一个情景开始一堂新课，能激发学生的好奇心和求知欲，并能增加学生的学习兴趣。
讲授新课
一、作用力和反作用力
1．力：力是物体对物体的相互作用
用手拉弹簧，弹簧受到手的拉力F，同时弹簧发生形变，手也就受到弹簧的拉力F'
用力推桌子，会感到桌子也在推我们。
人造卫星受到地球的吸引（重力），地球也受到它们的吸引。
教师总结：观察和实验的结果表明两个物体之间的作用总是相互的，且力总是成对出现。
2．作用力和反作用力
（1）定义：物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。
（2）相互作用的一对力，任选其中一个称为作用力，则另一个称为反作用力。
（3）作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，总是互相依赖，同时出现，同时消失。
二、牛顿第三定律
作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系呢？
这又是一个定量的问题，我们需要通过实验测量来探究它们的大小、方向、作用线、作用点、同时性、同性质等问题。
1．实验：探究作用力和反作用力的关系
（1）实验目的
研究静止的物体和运动的物体的作用力和反作用力的关系。
（2）实验方法
①用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系
②用力传感器探究作用力与反作用力的关系
（3）实验器材
两只弹簧、力传感器
（4）实验步骤
①将两个测力计对拉，在作用过程中，观察两个测力计的示数
②将两个力传感器对拉。在作用过程中，观察力传感器记录的力的变化图像。
③将一个力传感器固定在木块上，用另一个力传感器拉动，观察力传感器记录的力的变化图像。
教师播放探究作用力和反作用力的关系的视频
（5）实验现象：从实验中可以发现，两个弹簧测力计的示数是相等的，方向相反；但在运动中的任何时刻，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的。
注意事项
①使用弹簧秤前先进行调零。
②拉伸弹簧秤时不能超过量程。
③将弹簧秤放在水平桌面上水平拉。
2．第三定律
大量事实表明： 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。这就是牛顿第三定律。
表达式：
说明：①定义中的“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下均成立。
②作用力与反作用力是同值、同性、同变化，异物、反向、又共线
思考讨论：大人跟小孩掰手腕，他们施加给对方的力，大小相等吗？
两手间的作用力与反作用力是大小相等的，大人会赢的原因是大人手腕能承受的力大于小孩能承受的力，所以“掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小。
3．牛顿第三定律的应用
思考讨论：在生活和生产中哪些现象应用了牛顿第三定律？
教师总结举例：
出示划龙舟图片
人在划船时，桨向后推水，水就向前推桨，将船向前推进。
出示汽车受驱动力的示意图
汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面之间的摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进 。
陷在泥泞中的汽车，尽管车轮飞转，但是如果泥和车轮之间太滑，车轮得不到足够的摩擦力，车也是出不来的。
出示拔河比赛图片
对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一 样大小的拉力。
双方之间的拉力并不是决定胜负的因素，哪边能获胜取决于哪边的摩擦力大。
针对练习：在甲乙两队拔河的这个事件中，下面说法正确的是（ ）
A．甲队输了比赛，是因为甲队拉乙队的力小于乙队拉甲队的力
B．甲队赢了比赛，是因为甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队的力
C．只有处于僵持阶段时，甲队拉乙队的力才等于乙队拉甲队的力
D．不论谁输谁赢，甲队拉乙队的力总等于乙队拉甲队的力
答案：D
三、物体受力的初步分析
1．分析物体的受力的两条思路。
（1）根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况，这是下一章学习的内容；
（2）根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。
下面我们先从后一思路来分析物体的受力情况
例1：一个木块静止在粗糙斜面上，画出木块受力示意图
分析：一般情况下，我们按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析它的受力情况。木块受到，方向竖直向下重力G；垂直于斜面向上的弹力，木块受摩擦力吗？说出你判断的依据。
木块受到沿斜面向上的静摩擦力的作用。
假设木块和斜面之间没有摩擦，木块就会向下滑动，由此可以判断，静止的木块相对斜面有向下滑动的趋势，所受的静摩擦力是沿斜面向上的。
注意：必须明确研究对象，只分析研究对象受力，其它力不分析。
在分析物体的受力情况时，不要把某个力的反作用力跟这个力的平衡力混淆。
例如：涉及木块的作用力和反作用力共有三对：重力G和木块对地球的引力、弹力和木块对斜面的压力、静摩擦力和木块对斜面的静摩擦力。由于我们是在对木块的受力情况进行分析，所以只把这六个力中木块所受的三个力画出来了。
例2：猴子吊在空中，请画出猴子的受力示意图。
分析：猴子受到竖直向下的重力G，还受到树枝对它的拉力F。由于猴子是静止的，而且不再受到其他力的作用，所以拉力F和重力G这两个力是一对相互平衡的力。
一对相互平衡的力的特点：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一物体（猴子）上。
思考：涉及猴子的作用力和反作用力有几对？
共有二对：重力G和猴子对地球的引力，如图为树枝向上拉猴子的力F和猴子向下拉树枝的拉力F’。
作用力和反作用力特点：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 。但不同的是，它们分别作用在两个物体（猴子和树枝）上
作用力、反作用力和平衡力的相同点和不同点
作用力和反作用力
平衡力
相同点
大小相等，方向相反，作用在同一直线
不同点
作用物体
两个物体（异物）
同一个物体
性质
一定相同（同性）
不一定相同
产生和消失
同时产生同时消失
不一定同时产生同时消失
力的效果
不能抵消
互相抵消
课堂练习
1．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_______，方向________，作用在同一条直线上。
答案：相等，相反
2．小华同学用手托起一本书，感受到书对他的手有压力，该力是由于_______发生弹性形变而产生，书对手的压力和手对书支持力的是一对______________________。
答案：书，作用力与反作用力
3．如图所示，用一水平力F压着物块，使其静止在竖直墙壁上，下列说法中正确的是（ ）
A．物块共受到三个力的作用
B．物块对墙壁共有两个力的作用
C．物块对墙壁的压力和墙壁对物块的弹力是一对平衡力
D．物块受到的重力和摩擦力是一对相互作用力
答案：B
4．关于两物体间的相互作用，下面说法正确的是（ ）
A． 马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C．马拉车不论动还是不动，马拉车的力的大小总等于车拉马的力的大小
D． 马拉车不动或匀速前进时，才有马拉车的力与车拉马的力大小相等
答案：C
5．关于作用力和反作用力，以下说法中正确的有（ ）
A．有作用力就有反作用力，两者作用在同一物体上
B．作用力和反作用力性质相同，所以当作用力是摩擦力时，反作用力也一定是摩擦力
C．某个同学在小船上直接用手向后用力划船，这个力使船前进
D．石头击鸡蛋，石存蛋破，证明作用力可以大于反作用力
答案：B
拓展提高
1．（2019•浙江学业考试）如图所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A．则关于A对B的作用力FAB与B对A的作用力FBA的说法正确的是（ ）
A．FAB大小大于FBA大小
B．FAB大小等于FBA大小
C．FAB先于FBA产生
D．FAB后于FBA产生
答案：B
2．用鸡蛋去碰石头，鸡蛋碎了，而石头却“安然无恙”。下列关于鸡蛋与石头间的相互作用力的说法正确的是（ ）
A．鸡蛋对石头施力在先，石头对鸡蛋施力在后
B．鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力方向相同
C．鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D．鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力都是弹力
答案：D
回顾一下力的定义，说说生活中的相互作用的例子。
学生总结结论
引导学生分析、归纳、总结出作用力和反作用力
学生理解实验目的掌握实验步骤并动手操作
学生思考讨论
思考讨论：在生活和生产中哪些现象应用了牛顿第三定律？
学生练习
在教师的引导下分析物体的受力
学生受力分析
吊在空中猴子的受力
学生练习
学生进一步理解力的作用的相互性
锻炼学生的总结能力
锻炼学生的分析、归纳、总结能力
锻炼学生的动手操作能力
理解作用力与反作用力是大小相等的，并与新课引入相呼应
通过这种开放的教学过程，给学生创造出一个自由的发展空间，让学生投入到积极探索、认真思考，主动与别人合作的状态中去。
巩固所学知识
理解在受力分析时必须明确研究对象，只分析研究对象受力，其它力不分析
理解一对相互平衡的力与作用力反作用力的区别
巩固本节知识
课堂小结
1．两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。这就是牛顿第三定律。
2．作用力与反作用力的特点：
①作用在不同的物体上；
②具有同种性质；
③具有同时性（同生同失)。
3．一般情况下，我们按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析受力情况。
梳理自己本节所学知识进行交流
根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书设计
一、作用力和反作用力
1．物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。
2．作用力和反作用力分别作用在不同的物体上， 总是互相依赖，同时出现，同时消失。
二、牛顿第三定律
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，这就是牛顿第三定律。
作用力与反作用力是同值、同性、同变化，异物、反向、又共线三、物体受力的初步分析
1．一般情况下，我们按重力、弹力和摩擦力的顺序来分析它的受力情况。
2．作用力、反作用力和平衡力的相同点和不同点。