4.4牛顿第三定律 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

该高中物理教学设计聚焦牛顿第三定律的核心内容，以“现象—概念—规律—应用”为主线，通过火箭发射视频导入激发兴趣，借助小车运动、磁铁相互作用等实验建立作用力与反作用力的直观认知，再通过弹簧测力计、力传感器等多角度探究其大小、方向、作用点关系，层层递进构建科学思维支架。 本设计亮点突出，融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养。例如，用两个力传感器实时显示F-t图像，体现科学论证与证据意识；对比平衡力与作用力反作用力时，引导学生从受力对象、性质、效果等方面分析，强化模型建构能力；课后拓展拔河比赛情境，培养学生质疑创新精神。教学中大量使用生活化实验和自制教具，增强课堂趣味性与参与度，既帮助学生深化理解物理本质，又为教师提供可复制、易操作的教学范式。

《牛顿第三定律》教学设计 【课题】牛顿第三定律 【教学时间】40分钟 【教学对象】高一（上） 【教材】粤教版必修第一册第一章第四节 【教学内容分析】 1. 本节课在教材中的地位和作用 牛顿第一定律和牛顿第二定律的研究对象都是对单个物体，只解决了一个物体运动规律的问题，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，不讨论物体间的相互作用就不能全面地认识物体运动规律，也就无法解决生产生活实践中发生的许多问题。仅学习牛顿第一定律、牛顿第二定律还不够，必须加上牛顿第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，本节的教材就是研究物体的相互作用。 2. 课程标准对本节的要求 内容要求：理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象，解决有关问题。 教学提示：通过探究物体间相互作用于运动状态变化的关系等实验，引导学生运用控制变量等研究方法设计实验方案，学会分析和处理实验数据的方法。 学业要求：能从物理学的运动与相互作用的视角分析自然与生活中的有关简单问题。 3. 教材内容安排 本节教材以日常生活中常见的“鸡蛋碰石头鸡蛋碎石头无损。大货车与小车发生交通事故小车损毁严重”的现象引出本节课要研究的问题-物体相互作用力的关系。教材通过实验的方法，研究物体相互作用力之间的关系，进一步深化对力的概念的认识，从相互作用的观点出发，设计“观察与思考”栏目的实验。分析观察到的现象，归纳总结相应的规律。就相互作用之间的力，给出作用力于反作用力的概念。最后从力的三要素出发。对作用力与反作用力之间的关系逐一通过实验进行探究、归纳、总结相应的规律。同时从作用点的不同和力的性质方面来区分平衡力与作用力和反作用力。 4.教材的特点 教材的研究方法和涉及的物理思想也同样很有意义和价值的。该研究采用分析和归纳的方法，将物体间的状态分为相互接触与互不接触，静止与运动；将作用力与反作用力之间的探究内容分为大小、方向和作用点，定性、定量充分探究后进行归纳整理。实验的内容和方式也非常丰富，有传统的弹簧测力计实验，也有力传感器实验，在探究作用力与反作用力的方法时，设计了一个创新实验，好的方法往往伴随着一个好的思想，教材在最后介绍了牛顿第三定律的转换思想是如何拓宽了牛顿第二定律的应用范围。 5.对教材的处理 ①重新梳理学习作用力与反作用力的思路。按照“现象-定义-关系-本质-分析解释-应用”这一思路来带领学生研究作用力与反作用力；每一个知识点按照“导-学-研-展-评”的模式展开教学，使得教学更富有逻辑性和完整性。 ②增加更多感性认识材料。在原有教材的实验基础上，增加发射火箭实验视频、用手摩擦桌面实验等丰富的感性材料，并引导学生应用作用力与反作用力的知识解决生活中的难题，加强学生知识迁移的能力。 ③开发直观教学辅助资源。通过自制简易教具，增强学生实验的趣味性，使得物理过程变得更直观清晰，问题更加形象具体。 【学生情况分析】 1. 学生的知识基础 学生在初中对牛顿第三定律的内容已经有了初步的认识。由于牛顿第三定律涉及的知识点、物理概念和物理条件都很多，如力的三要素，平衡力，接触与非接触、静止与运动，这些都会影响学生对牛顿第三定律的影响。 2. 学生的心理特点 物理真实现象和实验对学生具有一定的吸引力，学生的充满热情，积极性较高。 3. 学生的认识特点及困难 学习中，学生普遍存在一些错误的认识，例如认为先有作用力，后才有反作用力；混淆平衡力与作用力和反作用力，认为只要是等大反向的力就是作用力与反作用力等等；本节教材涉及的探究方法和物理思想也是学生的难点。 【教学目标】 1. 物理观念 知道力的作用是相互的，理解作用力与反作用力的概念。理解牛顿第三定律的确切含义，能用它来解决简单的物理问题。 2. 科学思维 能区分平衡力与作用力与反作用力；在分析物体的受力情况时，能找出各对作用力与反作用力；会转换研究对象来解决力学问题。 3. 科学探究 学习对物理现象进行合理的猜想并能自主探究验证猜想，总结出结论。 4. 科学态度与责任 培养学生探究日常生活中有关的物理学问题，并将物理知识应用于生活的意识。 【教学重点】 作用力与反作用力各种关系要素的分类；对各实验探究现象的归纳分析； 【教学难点】平衡力与作用力与反作用力的区别；牛顿第三定律的意义和价值。 【教学策略设计】 1. 教学组织形式 采用“引导式分层探究教学”，即通过实验，演示等活动，让学生在观察和体验中，由浅入深，由定性到定量，最后从比较的角度进行分层探索。 2. 教学方法 教学中通过火箭反射视频实例引入、直观演示、动手实验，讲授、讨论并辅以电教手段等多种形式的教学方法，启发引导学生积极思维，注重培养学生间的协作精神，加强师生间的双向活动。 3. 学法指导 指导学生在学习过程中正确使用观察法、自主分析法、小组探究法等 4. 教学媒体设计 综合应用各种教学资源，包括视频资源、自制教具、生活实验、教材等 【教学流程图】 激发学生的求知欲 播放火箭发射的视频 情境激趣，引入新课 小车在圆形木棍上面木板上行驶 给学生多些感性认识，抽象概括，建立作用力的概念 实验探究，建立概念 蹄形磁铁两辆小车 手摩擦桌面 经历科学探究的过程，建立牛顿第三定律的规律。 两个弹簧测力计 两个磁针 探索情境，学以规律 两个力的传感器 联系生活实际，潜移默化地培养学生的科学态度与责任。 应用牛顿第三定律解释生活现象 联系实际，学以致用 【教学过程设计】 教学环节和教学内容 学生学习活动 教师活动 设计意图 播放《发射火箭》的视频。 实验探究： 实验一：小车在一排圆形木棍上面的木板上行驶。 实验二：载有蹄形磁铁的两辆小车。 自助小实验： 1.与同学相互击掌 2.用手挤压桌面 3.用手摩擦桌面 探究作用力与反作用力的关系： 实验1：用两个弹簧测力计进行探究 实验2 ：用两个磁针进行探究 实验3：用两个力的传感器显示作用力与反作用力 分析鸡蛋撞石头，大人与小孩掰手腕的物理情境。 区分“一对平衡力”与“一对相互作用力” 分析拔河比赛相互作用力。 课后拓展：分析牛顿第三定律在生活生产实践中的应用。 观看，思考 回答问题：火箭升空时，火箭向下喷气，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力。 体验作用力与反作用力的现象。 观察、思考 回答问题： 小车向右运动时，木板和木棍向左运动 。 玩具电动小车向右运动时，平木板向左运动，说明小车受到木板对它的摩擦力，木板也受到小车对它的摩擦力。小车和木板之间的相互作用力是同时发生的。 观察实验现象，回答问题：松手后，两辆小车同时向相反方向运动，说明两辆小车受到了彼此磁力作用。 实验1：在水平桌面上把两个弹簧测力计甲、乙的挂钩钩在一起。改变实验条件，观察两个弹簧测力计的示数。 (1)固定弹簧测力计乙的一端，用手拉弹簧测力计甲，观察两个测力计指针移动情况及其示数变化情况，改变手拉弹簧测力计甲的力重复上述实验。 （2）弹簧测力计甲乙不固定，用手在水平桌面上相互对拉甲乙，观察两测力计指针移动情况及其示数变化情况。 实验2：把两个小磁针放在桌面上，磁针A位于圆心处，磁针B位于圆周上。 (1)分析磁针A和磁针B所受磁力的方向。 （2） 让磁针B绕着磁针A在圆周上缓慢运动，在磁针B运动的过程中，观察两个磁针的指向，分析两个磁针所受磁力的方向。 实验3： 用力传感器替代实验1中的弹簧测力计，在计算机上建立F-t图像，记录两个传感器的力随时间变化的图线。 （1）在保持传感器静止的状态对拉 (2)在传感器运动的状态下对拉，观察两条线，会有什么变化？ 思考 回答问题。 回答问题： 因为各自承受能力的差异。 思考 分析每个学生的受力情况。 提出问题：为什么发射火箭时，火箭的尾部向下喷气呢？ 演示实验：水平桌面上有一排均匀排列的圆形小木棍，在上面放一平木板。让开动的玩具电动小车从木板的左端向右端运动，如图所示，提出问题：小车向右运动时，木板的运动状态有怎样的变化？此现象说明了什么？ 演示实验：两辆小车载有的蹄形磁铁，让车上蹄形磁铁的同名磁极相对，用双手将两辆小车固定在距离较近的位置，双手同时撤去、观察两辆小车的运动情况，并思考此现象说明了什么 引导学生得出概念：无论是否接触，物体间的作用总是相互的。物体间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力 引导学生分析实验现象： 无论是单独拉弹簧测力计甲还是相互对拉弹簧测力计甲和乙，都能观察两者的指针同时移动，甲的指针向左移动，乙的指针向右移动，稳定后两者指针指示的示数都相同。这说明甲乙弹簧测力计间的作用力与反作用力大小相等。 引导学生分析实验现象： 磁针A和磁针B所受磁力在同一直线上且方向相反，这说明它们之间的作用力与反作用力方向相反，作用在同一直线上。 引导学生分析实验现象： 两条图线关于t轴对称。不管静止状态还是运动状态，两个力传感器之间的作用力总是大小相等，方向相反。 结论1：弹簧测力计间的作用力和反作用力同时变化，保持大小相等， 方向相反。 提出问题： 为什么鸡蛋碰石头而石头无损，大货车与小车发生交通事故中小车损毁严重呢？ 提出问题：一对作用力与一对平衡力的区别？ 引导学生分析挂在树上的猴子受力情况： 树枝对猴子的支持力等于猴子对树枝的压力； 树枝对猴子的支持力等于重力。 提出问题：有人认为，在拔河比赛中，既然双方的作用力与反作用力的大小相等，应该不可能分出胜负，实际上总有一方获胜，这是否违背牛顿第三定律？ 引导学生学习生活中作用力与反作用力。 提出问题，激发学生的求知欲，作用力与反作用力在生产生活实践中的广泛应用。 创设真实的问题情境，培养学生发现和提出问题的能力，依照物理事实运用逻辑推理确立各物理量之间的关系，培养科学论证和解释的能力。 学生感受物理学的研究方法，培养学生抽象概括本质特征，定义和理解作用力与反作用力，体会实验、分类，归纳研究方法和转换研究方法在物理学中的应用。 让学生体会科学研究中相互合作的必要性，除了本实验小组分工之外，通过不同的实验小组设置不同的实验方案，完成同样的探究任务，实现各位小组之间的实验数据共享，感受合作在获取数据的作用，增强学生的合作意识。 依照物理事实运用逻辑推理确立各物理量之间的关系，分析现象背后的物理本质，培养学生分析综合，推理论证的科学思维。 学生体会用科学描述和解释自然现象的乐趣，提升对科学本质的认识。 创设真实的问题情境，培养学生发现和提出问题的能力，依照物理事实运用逻辑推理确立各物理量之间的关系，培养科学论证和解释的能力。 培养学生用科学的观点解释身边的物理现象。经历分析综合、推理论证的过程，使作用力 与反作用力的概念内化于心。 联系生活实际，提升学生对身边物理现象的感性认识，潜移默化地培养学生的科学态度与责任。 【板书设计】 牛顿第三定律 1. 作用力和反作用力 2.牛顿第三定律等大、反向、共线同时产生、同时变化、同时消失 3.作用力和反作用力：异体、同一种力平衡力：同体、不一定同一种力观察、实验、分析、归纳 9 第5页 学科网（北京）股份有限公司 $