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視頻標簽：牛頓第三定律
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教版必修1第四章第5節牛頓第三定律_浙江省優課
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高中物理人教版必修1第四章第5節牛頓第三定律_浙江省優課
牛頓第三定律（教學設計）
一、教材分析
牛頓第一、二定律的研究對象是單個的受力物體，只能反映在一個物體上力與運動之間的關系，而自然界中的物體是相互聯系、相互影響、相互作用的。牛頓第三定律反映物體間相互作用規律，它是把一個物體受到的力與其他物體受到的力聯系起來的橋梁，反映了力學規律的另一側面。因此它是對牛頓第一、二定律的重要補充，也是解決力學問題的重要工具。 二、學情分析
學生在初中階段已經對物體間的相互作用有了定性地了解，也知道相互作用力和一對平衡力是不同的，但不能深層次地對它們進行區別，通過本節教材的學習能夠使學生對力的相互作用規律有更全面、更具體、更深入的認識，同時也能比較清楚地知道一對作用力與反作用力和一對平衡力的區別。 三、學習目標
知識與技能
1. 知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。 2. 理解牛頓第三定律的確切含義，會用它解決和解釋有關問題。 3. 會區分平衡力和作用力與反作用力。 基本經歷
1. 觀察生活中里的相互作用現象，思考力的相互作用的規律。 2. 通過實驗探究力的相互作用規律。
3. 通過鼓勵學生動手、勇于探索，提高學生自信心并養成科學思維習慣。 基本思想方法
1. 經歷觀察、實驗、探究等學習活動，培養學生尊重客觀事實、實事求是的科學態度。 2. 通過探究性學習，獲得成功的喜悅，培養學生學好物理的信心。 3. 培養與同學合作的團隊精神。 四、重點難點
重點
1. 知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力的概念。 2. 掌握牛頓第三定律并用它分析實際問題。 3. 區別平衡力和作用力與反作用力。 難點
區別平衡力和作用力與反作用力。
五、教具準備：拉繩、滑板、氣球、彈簧秤、磁鐵、玩具小車、細繩、DIS數字實驗系統、多媒體視頻、
課件等 六、教學過程 【引入課題】
在上新課之前，先請兩位同學上來參加一個比賽。 先讓質量懸殊的兩位同學在地面上進行拔河比賽。
【問題】（問兩位同學）你們兩位有感受到對方對自己的拉力嗎？
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【問題】（問全班同學）他們（兩位拔河同學）之間誰對誰的力更大？ 【回答】質量大的同學對質量小的同學的拉力大。 師：真的是這樣的嗎？
下面請質量大的同學站在滑板車上并用力拉站在地上的質量小的同學，結果輸了。 師：為什么會這樣呢？通過本節課的學習我們將會解開這些困惑。 【設計意圖】通過比賽制造懸殊，激趣設疑，引出課題研究的方向。 【新課教學】
1.相互作用現象是普遍存在的
【問題】（問兩位同學）你們彼此還有感受到對方對自己的拉力嗎？ 師：不管誰輸誰贏，他們之間的力的作用是相互的。 生活中兩個物體相互作用的現象常見嗎？請同學舉舉例。 （學生舉例）
師：老師這里也有幾個實例，我們一起來看一下。 （1）劃龍舟視頻
【問題】船是如何實現前進的？（用槳往后推水，水反過來給槳向前的推力，從而使船運動起來。） （2）在講臺桌上開遙控汽車
【問題】汽車前進的動力是誰給的？（地面）；方向向哪里？（向前）；那反過來地面有受到車輪對它的摩擦力嗎？（有）方向向哪里？（向后））
師：接下來老師改造下地面，給地面裝上輪子，看看地面是否真的有受到車輪對它向后的摩擦力。（實驗）
（3）將吹滿氣的氣球放飛
【問題】氣球為什么會飛起來，它跟誰發生了相互作用？
（4）接下來我們來看看靠近但并不接觸的磁鐵之間的作用也是相互的嗎？ 師：我也給大家帶來了同學平常不容易看到的相互作用的現象。 （視頻播放：太空中完全失重環境中的掰手腕、擊掌、拔河等比賽）
師：我們再來回顧下，剛才發生相互作用的兩個物體都有哪些形態。物體與物體之間的相互作用力都有哪些性質的力。
【總結】從這些實例中我們不難看出，不管物體的形態和力的種類如何，不管物體是否接觸，物體與物體之間力的作用總是相互的。如果我們把其中一個力叫做“作用力”，那么另外一個力就叫做這個力的“反作用力”，這節課我們就要一起來探究“一對作用力和反作用的的關系”
【設計意圖】用固體、液體、氣體多方面的事例反映作用力和反作用力的存在，進一步從力的性質角度認識作用力和反作用力，并引導學生參與實驗設計過程，訓練學生的思維。 2.作用力與反作用力關系的猜想
【問題】同學能否根據剛才的這些實例，來猜想一下一對作用力和反作用力可能存在哪些關系，并指出實例中的哪些現象支持了你的猜想？ （學生回答）
【總結】從剛才兩個相互作用的物體運動狀態的變化，我們不難看出一對作用力與反作用力的方向
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是相反的。但相反的兩個方向一定是作用在同一直線上嗎？大小相等這種定量關系我們是否需要進一步來驗證？ 3.實驗驗證、得到規律
師：在同學們的桌頭，我為大家準備了一些器材，請同學們選擇合適的器材，來驗證一對作用力和反作用力的大小是否是相等的。并思考：一對作用力和反作用力“總是”相等的嗎？為了體現“總是”兩個字，你們在實驗時應該怎么做？ （引導學生得出實驗步驟）
【問題】你的實驗是怎么做的，觀察到什么現象，得出什么結論？ 【問題】在剛才的實驗中，能說明作用力和反作用力是在同一直線上的嗎？ （學生回答）
師：彈簧秤太粗了，還不能非常肯定地說明它們是在同一直線上。老師把彈簧秤換成細繩來看看這一對力是否作用在同一直線上。
【設計意圖】使學生通過嚴謹的實驗獲得作用力和反作用力二力共線的特點，增強結論的可信度。 【問題】在彈簧秤運動的過程中，研究力的大小關系，有遇到什么困難沒有？ （兩彈簧秤運動過程中相互作用力大小不斷在變化，讀數時有困難）
師：如果有一種儀器可以隨時記錄力的大小，并能形象地反應出力隨時間的變化關系就好了。老師今天就帶來了這樣的儀器。給大家介紹下：這是力傳感器，它可以把力的信號轉換成電信號，通過數據采集器可以把傳感器受到的力的大小隨時間的變化呈現在電腦上。它可以幫助我們完成對動態數據的測量。
（實驗過程：先演示靜止的兩力傳感器對拉時的相互作用力的大小關系，再演示任意運動狀態下兩力傳感器對拉是的相互作用力的大小關系。）
【總結】從力隨時間變化的圖像上，我們看到，一對作用力和反作用力總是大小相等，并且同時產生、同時變化、同時消失。
【設計意圖】用傳感器方便而直觀地反映各種情況下作用力和反作用力大小相同，同時產生、同時消失、同時變化的特征。
師：經過這么多的探究，下面請同學們來總結一下，一對作用力和反作用力有怎么的關系？ （學生總結）
師：非常好！一條偉大的定律誕生了！這就是我們今天要學習的，牛頓用了大量的事實總結得到的牛頓第三定律。我們今天也總結得到了。 4．深入辨析（與一對平衡力的區別異同）
師：下面我們對作用力和反作用力的關系做進一步的討論。
【問題】一個彈簧秤下掛一個墨水瓶，處于靜止狀態，請問墨水瓶受到幾個力的作用？ 【問題】這一對力有什么的關系？（生：等大反向共線） 【問題】這是一對作用力與反作用力嗎？（生：不是）
【問題】這是一對什么力？（平衡力），這兩個力有反作用力嗎？分別是什么力？都等大反向共線的一對作用力與反作用力和一對平衡力有區別嗎？（有）我們接下來借助這個表格來總結一下，綜合比較它們的區別。
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【總結】引導總結一對平衡力和一對相互作用力的異同點。
【問題】通過剛才的分析，同學能否解釋下為什么我們在秤物體的重量時，彈簧秤的示數就等于物體的重量？
為了加深大家對這個問題的理解，我們看下面的問題。
【問題】馬拉車在水平的公路上勻速前進。請同學對馬和車在水平方向上的各受哪幾個力的作用。（學生受力分析）
【問題】這四個力之間存在著什么樣的關系？
【問題】如果車改成加速前進，剛才的這四個力之間的關系，哪些依然成立，哪些不再成立？ 【總結】可見馬車的運動狀態，影不影響馬與車之間這一對作用力與反作用力總是相等的關系？（不影響）但是作用在同一物體上這一對力是不是平衡力還要看物體的運動狀態。
【問題】如果老師把馬和車換成甲和乙，同學們是否有此想到剛才的拔河比賽。在拔河比賽中，兩人之間的相互作用力是否是比賽取得勝負的關鍵？（不是）取得比賽勝利的關鍵在哪里？所以，在拔河比賽中取得勝利，我們要在哪些方面做做文章呢？請同學們回去思考。
【設計意圖】通過事例，強調了作用力和反作用力和一對平衡力的差異，培養學生分析比較的能力。 5.在科技和生活領域的應用
師：牛頓第三定律在科技領域和日常生活中都有廣泛的應用。大家請看： （1））火箭升空
【問題】這是神州十一號升空的壯觀景象，同學在感到自豪的同時有沒有想過，火箭升空時巨大的推動力從何而來？
【總結】由于火箭內部的燃料燃燒使產生的氣體劇烈膨脹，并向下噴出，噴出的氣體給火箭一個向上的反作用力，正是這個反作用力推動火箭升空。這個跟剛才氣球的升空的道理是不是如出一轍。 （2）草地上的自動旋轉噴水器
【問題】自動旋轉噴水器通過旋轉向四周噴水，準確地說它是通過噴水而實現自動旋轉。請同學結合本節課的知識，思考下這種噴水器它的噴頭可能是怎樣的構造，請同學畫一畫。
【問題】這樣的構造能否實現自動旋轉噴水呢？我們還需要實驗的檢驗。同樣老師在桌頭給你們準備了一些器材，請同學根據實驗器材，制作一個懸掛式自動噴水器。 （學生制作自動噴水器）
【總結】今天我們學習了牛頓第三定律，并體會了它在生活中的應用。其實物理本來就是一門緊密聯系生活，只要同學們在生活中做個有心人，積極探索勇于實踐。一定會有更多的發現和收獲的！ 【設計意圖】通過動手設計應用，強調科學技術在生產生活中的應用。 【板書設計】
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