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1、牛顿第三定律探索式教学设计一、教学任务分析牛顿三大定律是一个有机的整体，牛顿第一定律和牛顿第二定律解决了单 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.惟独充分地研究物体之间的相 互作用，才干比较全面的认识物体的运动规律.普通高中物理课程标准实验）中，在相互作用与运动规律二级主 题下对本部份内容要求是 理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的 有关问题.在人民教育普通高中课程标准实验教科书物理必修1中,本节内 容安排在第四章牛顿运动定律的第五节，前面是静
2、力学、运动学的内容、牛 顿第一定律、第二定律，后面是牛顿运动定律的应用，因此本节内容起到承上启 下的作用.通过作用力与反作用力总是共生共灭、大小相等、方向相反等性质 的学习，其独特育人价值在于通过对第三定律的学习,能够启示学生客观、辨证 地评价周围的事物，并培养学生的团队合作精神.教学设计说明教学任务分析首先从物理学的知识体系入手看牛顿第三 定律的地位，然后看物理课程标准对牛顿第三定律的教学要求,最后从教材体 系安排分析强调教材的基础性地位和主干性作用，有利于全面准确的理解和真 正弄清晰牛顿第三定律的意义、教材编写意图，把握教材的精髓和难点,把教材 内化为自己的东西，在源于教材的基础上超越教材
3、如本节教学难点的确定， 这是课堂中催生和捕捉有价值的生成的前提.二、学情分析本节课注重知识的获取过程，从学生身边的物体间相互作用引入新课，使 学生亲身体味作用力和反作用力的关系.在探索作用力和反作用力的关系时, 从定性研究到定量研究，循序渐进，使学生经历物理规律的发现过程，掌握探索 的普通方法，培养科学思维习惯.最后回到实际应用中，使学生体味牛顿第三定 律在生产和生活中的应用.学生在学习牛顿第三定律之前，已经学过几个具体的力、力是物体间的相 互作用；学会了对物体的受力分析，掌握了物体的运动规律，在本章的前面几节 又刚刚学过牛顿第一、第二定律，这是学习牛顿第三定律的基础.但是学生对物 体间的作用
4、是相互的理解不够深刻，不明确提出作用力与反作用力概念的意义, 而且受日常生活经验的影响，在学习过程中，往往形成一些错误认识，比如：在分 析拔河比赛时，想固然的认为：胜方之所以会胜是由于施加给另一方的力大于 另一方施加给自己的力，也就是混淆了物体间的相互作用力和平衡力.如果不 创设便于学生感受和理解的情境，学生经过努力的记忆,可以背诵牛顿第三定 律的表述，但是并不能转变学生已有的错误认识，理解不透彻，用来解决实际问 题时仍然浮现错误.牛顿当年也是经过大量的实验和前人的总结才得出牛顿第三定律，因 此，教学中应该采取分组进行实验探索的方法，既可以增强学生的学习兴趣，又 可以转变学生作用力反作用力与一
5、对平衡力混淆在一起形成的错误认识, 还可以培养学生解决实际问题的能力.三、教学目标1 .知识与技能11)知道作用力和反作用力的概念与其关系.2 2) 理解牛顿第三定律.3 3)能正确区分一对平衡力和一对作用力、反作用力.2 .过程与方法(1)在用弹簧测力计探索作用力与反作用力的关系的过程中，培养独立思量能 力和实验能力.2在应用牛顿第三定律分析解释物理现象的过程中，树立应用所学知识 解决实际问题的意识.3 .情感、态度与价值观 在探索和应用牛顿第三定律的过程中，体味对立统一的思想.四、教学重点和难点重点：牛顿第三定律.难点：作用力、反作用力与平衡力的区别.五、教学方法教学方法：实验法演示实验、
6、学生分组实验，讨论法,实验探索等.六、教学器材PPT演示文稿，带发条的玩具车，纸板，条形磁铁两块，小车两个，分组实验 用的弹簧测力计每人一个，自制小火箭（气球、支架台、吸管等），旱冰鞋，力传 感器组件、数据采集器与配套计算机设备等.七、教学过程（一）通过生活实例，感受作用力与反作用力圃牛1教师总结前面学习的牛顿第一定律、牛顿第二定律解决了单个物 体的运动和力之间的关系,并引导学生回顾力的定义，即力是物体对物体的 作用，提出今天要学习的牛顿第三定律就是研究物体之间相互作用遵循的规 律.教学设计说明根据建构主义理论，学生已有知识是进行新知识意义建构 的基础，通过与前面的知识相联系，可以让学生更好的
7、进入下面的新课教学.事件2教师展示自制小火箭、两个气球相互挤压等生活实例,然后图 片展示.给学生看一段小动画，一个人在小船上推另一只船,发现两只船同时向后退.提出问题：气球的动力来源是什么？为什么最后会落下来？两个气球为 什么同时发生形变？两只船为什么同时后退？这些物体间的作用力有何共同 特点？学生先独立思量,然后回答问题.比较容易得出这些物体之间的力是相互 的，而且相互依存，同时产生、同时消失.教师提议给回答较好的同学鼓掌.常言道：一个巴掌拍不响，那末请大 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？通过分析拍巴掌后会疼，巴掌都变红了，说明
8、两手间存 在作用力，并且是相互的.教师提示拍巴掌有两种方式：两个巴掌一起拍,或者一个巴掌拍向另一个. 效果是一样的.教学设计说明从实例引人，给人以启迪，让学生在生活情境中学习物 理.同时，此处的两种不同的拍掌方式感受作用力与反作用力，为后面用弹簧测 力计进行学生探索实验奠定基础.0件3教师提出：以上我们研究的都是相互接触的两个物体，那末对不接 触的物体间的作用也是相互的吗？演示实验1 在两辆小车上各固定磁铁，让它们彼此接近但不直接接触，两手同时放开, 可看到，如果是同极会相互排斥向相反方向运动，如果是异极会相互吸引靠拢 到一起.教学设计说明此处的设计是为了消除部份同学存在的错误认识，即认为 相
9、互接触的物体间的作用力是相互的，不接触的物体间的作用力可能不合用.事件4鉴于生活中有些力的作用效果不易观察,设计玩具车演示实验.首 先提出问题：汽车在地面上运动需要地面给它力的作用，那末汽车对地面有作 用力吗？我们并没有看到地面向反方向运动啊？演示实验2：把纸板放在并排的玻璃圆管上,然后把玩具小车上紧发条, 释放发条后放在纸板上，问：当手离开小车时发生什么现象？说明什么问题？ 学生通过观察实验,讨论得出汽车与地面之间的作用力也是相互的.利用学生强烈的好奇心和求知欲，教师可以乘胜追击地问： 以上各个实验 说明什么结论？ 可引导学生得出两个物体之间的作用总是相互的教师 即将给出作用力与反作用力的概
10、念.对学生的正确回答赋予一定鼓励，由学 习的直接兴趣升级为间接兴趣、转化为学科情感,使学生的无意注意同时转化 为故意注意.教学设计说明教师要寓学法指导于教学中，做到授人以渔，即教给学 生学习的方法、培养其能力才是物理教学的落脚点.通过分析各种情况下的物 体相互作用,让学生养成认真细致，勤于思量，积极动脑的学习习惯.（二）学生实验，探索作用力与反作用力的关系停件5分析上面磁铁小车的运动,从力的性质、同时性、作用物体等方面, 探索作用力与反作用力的定性关系.师生共同讨论，得出作用力与反作用力性质相同、具有同时性、作用在两 个不同的物体上.提出问题：既然物体之间力的作用是相互的,那末我们很容易想到另
11、一个 问题：相互作用力的大小有什么关系？本节课的核心问题）你能根据生活 中的哪些现象猜想出什么结论？厚件6学生可能举出的例子与想到的问题：拔河比赛时，胜方之所以会胜 可能是由于施加给另一方的拉力大于另一方施加给自己的力？鸡蛋碰石头与 石头碰鸡蛋，为什么受伤的总是鸡蛋？我们可以通过实验来探索一下.教学设计说明此处的设计没有在学生学习了作用力与反作用力后，直接 探索它们之间的关系，而是提出拔河比赛中的例子，设置悬念，产生疑惑,这个疑 惑为后面的拔河体验活动埋下伏笔，激发学生探索的欲望很明显，学生从后面 实验得出的结论是两个拉力大小相等，事件7利用每位同学手上的弹簧测力计，设计一个探索物体间的作用力
12、 与反作用力的关系的方案.教师在学生思量的基础上通过提问可了解学生的实 验设计并作出指导.学生实验（1受前面鼓掌方式的启示，学生设计实验的方式也可能有多种：两个弹 簧测力计对拉；一个手握住弹簧测力计不动，拉另一个；将一个弹簧测力计固 定在铁架台上，用手持另一个弹簧测力计拉等.可由学生分组合作完成,有的同 学操作，有的同学观察弹簧测力计示数.2）拉力改变时，观察弹簧测力计示数.通过分析实验数据，总结出作用力与反作用力大小基本相同，方向相反，且 在一条直线上，作用在不同的物体上.（三）力传感器精确测量实验事件8教师分析上面的实验在物体处于运动状态或者受到变力时不易测 量，同时指出科技的发展使得我们
13、的实验手段也有了大幅提高,然后介绍基于 力传感器的DIS lab数字化实验设备.师生合作完成演示实验，实验分两种情况：静止时和运动时.得到实验数据, 并分析数据曲线.提出如下问题：1 .曲线反映了作用力和反作用力的大小有什么关系？2 .曲线反映了作用力和反作用力的方向有什么关系？结合前面的实例分析归纳得出作用力与反作用力的四同三异四同即等大、共线、同时、同性；三异即反向、异物、作用效果不能相互抵消.教学设计说明牛顿依据力的三要素，从针对力和运动的角度总结出的牛顿第三定律涉与等大、反向、共线3方面,但是为更好的理解作用力与反作用 力，教师应该弓I导学生分析的较为全面，并可为后面与平衡力的对照打下
14、基砒四牛顿第三定律事件9教师指出上面的探索结论早在三百多年前就由牛顿提出，即牛顿第三定律：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.公式：少=一尸1负号表示方向相反）五）相互作用力与平衡力的比较事件10教师提出问题：牛顿第三定律指出作用力与反作用力大小相等, 那前面我们提到的拔河比赛为什么会有输赢呢？由此引出另一个学生小实验.学生体验活动1 .让力气大的同学与力气小的同学进行拔河比赛让学生展开想象的翅膀进行猜想：如何让力气大的同学输呢?教学设计说明猜想是发展学生创新思维的有效办法之一，就如牛顿所说: 没有斗胆的猜测就不可能有伟大的发现 .2 .让力气大的同学穿
15、上旱冰鞋重新拔河，通过这个实验起到对照强调的作 用.从实验中引导学生，不管哪位同学赢,两位同学的拉力大小都是相等的.通过上面的体验活动，学生找到了拔河比赛中的输赢在于地面的磨擦力.与事件6遥相呼应，由此，教师不失时机的提出平衡力与相互作用力的比较.教学设计说明通过生动、有趣、神奇的实验,纠正了学生错误的前概念, 非但能稳住兴趣,还能唤起学生对自然神奇的求知欲，使课堂情境优化设计.事件11作用力与反作用力和一对平衡力有什么异同点.引导学生归纳、讨论、总结异同点.如下表：名称项目平衡力相互作用力共同点大小相等、方向相反、作用在同向来线上不同占八作用对象同一物体相互作用的两个物体力的变化没有必然的对
16、应关系同时产生、同时消失、同时变化力的性质可以是不同性质的力同一性质的力作用效果可以抵消，合力为零不可抵消，不可求合力教学设计说明再次培养语言概括能力，将观察实验与科学理论思维方法 结合起来，这非但有助于兴趣和能力的提高，也有助于形成唯物主义世界观和 辨证的认识论.六实际应用实例1神州六号发射.实例2人走路.实例3直升飞机.神舟六号发射人走路直升飞机教学设计说明通过展示生活中有关牛顿第三定律应用的实例，解释其中 原理，让学生体味物理知识对生产、生活的巨大影响；调动学生参预科技活动 的热情，增强学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，促使学生勇于探 究与日常生活有关的物理学问题.（七）课堂小结1 .物体之间的作用是相互的作用力与反作用力是相对而言的，其中一 个是作用力，另一个力就是反作用力.2 .作用力与反作用力的关系：四同三异.3 .作用力与反作用力和平衡力的异同点.牛顿三定律反映了物体间相互作 用的联系.八）布置作业1.完成课本P88页问题与练习 2、2.鸡蛋碰石头，为什么鸡4；蛋碎了而石头没事？八、板书设计九、总结