3.3 牛顿第三定律 教学设计-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

配套中学部编版 牛顿第三定律 一、教材分析 知识结构：教材先通过生活中的实例，如划船、走路、鼓掌等，说明物体间的作用力总是相互的，引出作用力和反作用力的概念。然后通过实验探究作用力和反作用力的大小、方向和作用点的关系，得出牛顿第三定律的内容。最后通过对一些具体问题的分析，如拔河比赛、鸡蛋碰石头等，让学生理解牛顿第三定律在实际生活中的应用，并通过对比一对相互作用力和一对平衡力，加深对牛顿第三定律的理解。 编写思路：教材内容的编写遵从先定性再定量的基本思路，渐次深入，逐层推进。从学生熟悉的生活现象入手，引导学生观察、思考和分析，逐步建立起作用力和反作用力以及牛顿第三定律的概念，注重培养学生的科学思维和探究能力。 二、教学目标 物理观念： 知道作用力和反作用力的概念，理解它们之间的相互关系。 掌握牛顿第三定律的内容，即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。 科学思维： 通过观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，培养学生的观察能力、分析概括能力和逻辑推理能力。 学会从具体现象中抽象出普遍规律，运用牛顿第三定律解释物理现象和解决实际问题，培养学生的科学思维方法。 科学探究： 经历实验探究过程，如使用弹簧秤、力传感器等器材探究作用力和反作用力的关系，培养学生的实验操作技能、数据分析和处理能力。 通过提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证等科学探究环节，让学生体验科学探究的过程，提高学生的科学探究能力。 科学态度与责任： 激发学生对物理世界的好奇心和探索欲，培养学生勇于发现、乐于探究的学习习惯和实事求是的科学态度。 让学生认识到牛顿第三定律在日常生活和工程技术中的广泛应用，增强学生的社会责任感和应用物理知识解决实际问题的意识。 三、教学重难点 教学重点： 理解牛顿第三定律的确切含义，包括作用力和反作用力的大小、方向、作用点的关系以及它们的同时性、同性质等特点。 掌握实验探究作用力和反作用力关系的方法和过程，通过实验得出牛顿第三定律。 能够运用牛顿第三定律解决相关的实际问题，如解释生活中的物理现象、分析物体的受力情况等。 教学难点： 设计和实施探究实验，尤其是如何准确地测量和比较作用力和反作用力的大小和方向，以及如何控制实验条件和排除干扰因素。 区分一对相互作用力和一对平衡力，让学生理解它们之间的区别和联系，避免在受力分析中混淆。 应用牛顿第三定律解释一些复杂的物理现象，如火箭发射、反冲运动等，需要学生具备较强的综合分析和逻辑推理能力。 四、教学过程 导入新课 教师活动：播放一段有趣的视频，视频内容是两个人穿着轮滑鞋，面对面站着，其中一个人用力推另一个人，结果两个人都向后滑去；再展示一些图片，如划船时桨对水的作用与水对桨的反作用、人走路时脚对地面的作用与地面对脚的反作用等。提问学生：“在这些现象中，你们发现了什么共同的规律？为什么会出现这样的情况呢？” 引导学生思考并回答。 学生活动：认真观看视频和图片，积极思考教师提出的问题，然后举手发言，可能会回答出 “力的作用是相互的” 等初步的结论。 作用力与反作用力概念的建立 教师活动： 请两位同学到讲台前，让他们面对面站好，然后让其中一位同学用力推另一位同学，观察并提问：“推的过程中，两位同学有什么感受？” 引导学生从力的作用效果角度去思考。 组织学生进行小组讨论，让学生列举生活中其他力的作用是相互的例子，如鼓掌、提水、拔河等，并在小组内进行交流和分析。 巡视各小组讨论情况，适时参与学生的讨论，给予指导和启发，鼓励学生积极发言和分享。 学生活动： 两位上台的同学在推的过程中，感受并回答自己的身体受到了对方的力，有向后退的趋势等。 各小组成员积极参与讨论，纷纷列举生活中的实例，并分析在这些实例中力的相互作用情况，如鼓掌时两只手都感觉到疼，说明左手对右手有力的作用，同时右手对左手也有力的作用等。每个小组推选一名代表准备发言。 牛顿第三定律的探究实验 教师活动： 给每个小组发放实验器材，如两个弹簧秤、小车、细绳、滑轮等，并介绍实验器材的使用方法和注意事项。 提出实验要求和问题：“如何通过这些器材来探究作用力和反作用力的大小、方向和作用点的关系呢？请各小组设计实验方案，并进行实验操作，记录实验数据。” 引导学生思考实验的设计思路和方法。 巡视各小组的实验过程，及时发现问题并给予指导和帮助，如纠正学生的错误操作、解答学生的疑问等，确保实验的顺利进行。 学生活动： 各小组成员领取实验器材后，先熟悉器材的使用方法，然后共同讨论设计实验方案。例如，用细绳将两个弹簧秤连接起来，中间挂一个小车，通过拉动其中一个弹簧秤，观察两个弹簧秤的示数变化和小车的运动情况等。 按照设计好的实验方案进行实验操作，分工合作，有的同学负责拉动弹簧秤，有的同学负责观察和记录弹簧秤的示数、小车的运动状态等实验数据，并将实验数据记录在表格中。 在实验过程中，小组成员之间相互交流和讨论，对实验现象和数据进行分析和思考，尝试得出初步的结论。 牛顿第三定律的得出与理解 教师活动： 请各小组派代表汇报实验结果和结论，展示实验数据和记录的表格，引导其他小组的同学进行提问和讨论。 根据各小组的汇报和讨论情况，进行总结和归纳，得出牛顿第三定律的内容：“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。” 并在黑板上板书定律的内容，强调 “总是” 的含义，即不论物体的运动状态如何、物体的形状大小如何、物体所处的环境如何等，作用力和反作用力的关系都满足该定律。 结合实验现象和生活实例，进一步解释牛顿第三定律中作用力和反作用力的特点，如等大、反向、共线、异体、同时产生同时消失、同性质等，通过具体的例子帮助学生理解这些特点。例如，用手拍桌子，手对桌子的作用力和桌子对手的反作用力是同时产生和消失的，并且都是弹力；再如，两个磁铁相互吸引或排斥，它们之间的作用力和反作用力也是等大、反向、共线的，且都是磁力等。 学生活动： 各小组代表上台汇报本小组的实验结果和结论，展示实验数据和表格，回答其他小组同学的提问，与其他小组进行交流和讨论，共同探讨实验中出现的问题和解决方法。 认真聆听教师的总结和归纳，理解牛顿第三定律的内容和特点，积极思考教师所举的例子，结合自己的实验和生活经验，进一步深化对牛顿第三定律的认识和理解，如有疑问及时向教师提问。 平衡力与作用力和反作用力的区别与联系 教师活动： 在黑板上分别画出一对平衡力和一对作用力与反作用力的示意图，如一个物体静止在水平桌面上，物体所受的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力，而物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力。引导学生观察示意图，比较它们的异同点。 提出问题：“平衡力和作用力与反作用力有哪些区别和联系呢？请同学们结合所学知识和生活实际进行思考和讨论。” 并组织学生进行小组讨论，让学生从力的性质、作用对象、作用效果等方面进行分析和比较。 巡视各小组的讨论情况，适时参与学生的讨论，给予指导和启发，引导学生正确区分平衡力和作用力与反作用力。 学生活动： 认真观察黑板上的示意图，结合所学知识和生活实际，积极思考教师提出的问题，在小组内进行讨论和交流，从力的性质、作用对象、作用效果等方面分析和比较平衡力和作用力与反作用力的区别和联系。 各小组派代表发言，汇报本小组的讨论结果和结论，其他小组的同学可以进行补充和完善，共同总结出平衡力和作用力与反作用力的区别与联系，如平衡力作用在同一个物体上，使物体处于平衡状态；而作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，不能相互抵消等。 牛顿第三定律的应用 教师活动： 展示一些与牛顿第三定律应用相关的实例和问题，如火箭发射、游泳、喷气式飞机飞行、人在船上行走等，引导学生运用牛顿第三定律进行分析和解释。 对于每个实例和问题，先让学生自己思考和分析，尝试用牛顿第三定律进行解释，然后请学生回答，教师进行点评和补充，帮助学生掌握运用牛顿第三定律解决实际问题的方法和思路。 组织学生进行小组活动，让学生以小组为单位，设计一些利用牛顿第三定律的小实验或小发明，并在小组内进行讨论和交流，培养学生的创新思维和实践能力。 学生活动： 认真观察教师展示的实例和问题，运用所学的牛顿第三定律进行思考和分析，尝试自己解释这些现象和问题，如火箭发射时，火箭向下喷出高温高压的气体，气体对火箭产生向上的反作用力，推动火箭升空等。 积极回答教师的提问，与教师和其他同学进行交流和讨论，听取教师的点评和补充，进一步完善自己的分析和解释，掌握运用牛顿第三定律解决实际问题的方法和思路。 各小组成员积极参与小组活动，共同设计利用牛顿第三定律的小实验或小发明，如制作一个简易的喷气小船、反冲小车等，在小组内进行讨论和交流，分享自己的想法和创意，培养创新思维和实践能力。 课堂小结 教师活动：引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括作用力与反作用力的概念、牛顿第三定律的内容和特点、平衡力与作用力和反作用力的区别与联系以及牛顿第三定律的应用等。在黑板上画出知识框架图，帮助学生梳理知识体系，强化记忆。 学生活动：跟随教师的引导，积极回顾本节课所学的内容，与教师和其他同学一起梳理知识体系，在知识框架图的基础上，补充和完善自己的笔记，加深对本节课知识的理解和记忆。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$