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必修第一册

该高中物理教学设计聚焦《牛顿第三定律》，通过“卵击石”情景与“双人拔河”游戏导入，衔接牛顿第一、二定律，以作用力与反作用力的探究为核心，构建“生活实例-实验验证-规律应用”的学习支架。 以实验探究为特色，通过弹簧测力计测量、DISLab力传感器验证不同运动状态下力的关系，结合走路、体重秤等生活实例，深化作用力与反作用力特性及与平衡力的区分，落实科学探究与物理观念核心素养，助力学生理解规律本质，为教师提供结构化教学流程与多元互动素材。

4.4《牛顿第三定律》教学设计 【教学内容分析】 1.课程标准对本节的要求: 掌握牛顿运动定律的内容，并能够运用这些定律阐释和分析生产生活中的相关现象，以及解决由此产生的实际问题。基于课程标准的要求，本节课的重点在于结合生产生活的实例，特别是利用牛顿第三定律，来阐释和应对生产生活中的现象与问题。 2.教材的地位和作用: 本节课《牛顿第三定律》属于粤教版高中必修一第四章第四节的教学内容，紧随牛顿第一、第二定律之后，实质上是牛顿第二定律应用范畴的延伸，为我们在解决力学问题时灵活转换研究对象提供了重要的理论依据。牛顿第三定律深刻阐述了物体间相互作用的本质，揭示了相互作用力的规律，成为连接物体间关系的纽带，独立展现了力学规律的另一维度。与牛顿第一、第二定律共同构成了一个完整而系统的理论体系，为整个力学学科奠定了坚实的基础。 基于对教学内容的细致分析，本节课对牛顿第三定律的探讨应分为以下三个层次：首先，通过日常生活中的实例观察与学生的亲身体验，定性地探讨物体间相互作用力的相互性、同时性以及成对出现的特点；其次，借助实验手段，先是使用弹簧测力计进行初步验证，表明相互作用力的大小相等，再进一步采用DISLab实验技术，深化学生对无论物体处于何种运动状态，其间的相互作用力和反作用力总是相等的理解；最后，详细阐述牛顿第三定律的理论意义与实际应用。 【学生情况分析】 1.学生的知识基础 在初中阶段，学生对力的概念有了初步的认识，了解到力的作用是相互的，并对平衡力以及二力平衡的原理有了一定的了解。进入高一后，通过前一阶段的物理课程学习，学生们掌握了研究和描述力的科学方法，并在此过程中积累了宝贵的探究式学习经验。 2.学生的能力基础 学生已经初步拥有了通过观察实验现象并进行归纳总结，从而得出实验结论的能力。 3.学生的心理特点 高一年级的学生通常表现出较高的积极性和主动性，具备较强的参与意识。因此，利用直观的物理实验和引人入胜的课堂讨论能够有效激发学生的学习兴趣和热情。 【教学目标】 1. 物理观念 （1）认识力的相互作用性，明确作用力和反作用力的基本概念。 （2）深入理解并熟练掌握牛顿第三定律，能够运用该定律阐释生活中的相关现象和问题。 （3）准确区分“一对作用力与反作用力”与“一对平衡力”之间的不同。 2.科学思维 通过激励学生积极参与动手实践，鼓励他们勇于提出疑问，并不断探索未知，从而培养起良好的科学思维和习惯。 3.科学探究 （1）通过细致观察与分析演示实验的过程，深化对物体间力的相互作用性的理解，并据此提出作用力与反作用力的基本概念。 （2）利用计算机辅助手段处理和分析实验数据，初步学会运用控制变量法、实验归纳法等科学研究方法，提升实验探究的能力。 4.科学态度与责任 通过引入与作用力和反作用力相关的生活实例，激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养他们的独立思考能力、实事求是的科学态度以及勇于创新的意识。同时，鼓励学生在团队合作中共同探究，体验物理学科研究的协作精神和方法论价值，深刻感受物理学习的深远意义。 【教学重点】 （1）通过实验深入探究相互作用力的关系 （2）理解作用力与反作用力的特性，并明确区分其与平衡力的不同 【教学难点】 （1）清晰区分相互作用力与平衡力的概念 （2）深刻领悟牛顿第三定律的精髓，并能灵活运用其解释日常生活中的现象。 【教学策略设计】 本节课秉承“教师引领，学生主体”的教学理念，教师通过设置问题情境和精心设计的提问，引导学生主动探索物理知识的内在逻辑。 1、教学方法 采用多元化教学手段，包括实验探究、直接讲授、互动讨论等，并辅以多媒体技术的运用，将教学过程构建为基于观察实验和既有知识，以问题为导向的师生互动交流平台。 2、学法指导 在学法层面，鼓励学生自主观察、思考，描述并分析实验现象，通过概括提炼形成物理规律。这一过程不仅帮助学生获取知识，更重要的是，它让学生体验物理学的研究方法，接受科学思维的训练，并培养探索精神和正确的情感态度价值观。 【教学用具】 PPT课件；弹簧测力计；DISLab力传感器； 【教学流程图】 情景导入：以卵击石 新课导入 探究作用力与 反作用力的关系 牛顿第三定律及其应用 游戏导入：双人拔河 实验一：滑板上互推 实验三：相互作业磁铁小车 小结巩固 实验二：电动小车与木板小车 作用对象 方向 大小 作用力与反作用力 弹簧测力计测量实验 DISLab力传感器实验 向前走路的人 小磁针方向实验 应用二：体重秤如何测量体重 应用一：拔河取胜因素 【教学过程设计】 教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 【新课导入】 游戏：双人拔河，如何取胜 展示动画：以卵击石 提问： 1) 取胜原因? 2) 获胜的同学站在滑板上，重做以上游戏，结果如何? 3) 石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头上的力？ 学生回答： 1) 可能力气大 2)是/不是/相等 3)是/不是/相等 创设情境，设置学生互动，激发学生学习兴趣，引入新课 【作用力与反作用力】 实验一：滑板互推 实验二：让开动的玩具电动小车从安有轮子的木板右端向左端运动 实验三：同名磁极相对的小车靠近从静止释放 教师总结： 1.作用力与反作用力的概念 2.强调作用力与反作用力是相对的 力是物体与物体之间的相互作用。只要有力，就一定存在着受力物体和施力物体。为了更好的证明力的作用是相互的，接下来我们一起来看三个小实验，进一步了解力的作用。 提问： 1) 观察两位同学谁运动了，谁对谁有力的作用？现象说明了什么？ 2) 小车向左运动时，木板的运动状态会怎样改变？这说明了什么？ 3) 观察小车，从静止释放，两辆小车的运动情况如何？这说明了什么？ 1.讲授概念、板书 2. A是施力物体，B是受力物体，则称A给B的力为作用力。取A为受力物体，则B给A的力才称之为作用力。当讨论作用力与反作用力的时候，首先要确立你的受力对象是谁。 学生回答： 1) 后面的同学对前面的同学有力，前面的同学对后面的同学也有力的作用。 2)长木板向右运动；小车受到木板对它的摩擦力的同时木板也受到小车对它的摩擦力 3)观察两辆小车同时向相反方向运动；两辆小车都受到了彼此的磁力作用。 由实验现象分析清楚力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念 通过三个实验引入作用力与反作用的概念，通过实验感受生活中的物理学 【探究作用力与反作用力的关系】 1.作用对象 分析走路的人 2.方向 播放实验视频： 让磁针Ｂ绕着磁针Ａ在圆周上缓慢运动 提问： 我们知道力具有三要素，大家还记得是哪三要素吗？ 我们不妨就从这三个角度出发去进行探究。 提问： 当我们讨论作用力与反作用力的时首先要确立你的受力对象是谁。现在取钉子为我的受力对象，锤子为施力对象，这里哪个力是作用力，哪个是反作用力？这两个力的作用对象分别是谁？ 提问： 1)如何判断磁针A和磁针B所受到的磁力方向？ 2)小磁针的磁力方向具有什么特点？ 3)怎么改变它们之间的磁力方向？ 引导学生观察并分析现象 期待回答： 大小、方向、作用点 思考、分析理解作用力与反作用力分别作用在两个不同物体上 期待回答： 1)A受到B向的磁力，B受到A磁力 2)磁力方向相反 3)移动小磁针 观察、分析 3.大小 定量——实验 弹簧测力计实验 学生实验，教师巡视指导学生实验 交流并得出结论 演示实验： DISLab力传感器实验 4.总结 大小有什么样的关系，这又是一个定量的问题，而定量的问题通常只靠观察和分析是解决不了的，它需要通过实验测量来回答。 提问：（1）固定弹簧测力计乙的一端，用手拉弹簧测力计甲，观察两弹簧测力计示数；（2）弹簧测力计甲、乙都不固定，用手在水平桌面上相互对拉甲、乙，观察弹簧测力计示数。 提醒实验注意事项，巡视指导 展示一组学生实验数据，分析得出结论 介绍力传感器 分析不同的运动状态下生成的力与时间图像 期待回答： 弹簧测力计；弹簧测力计可以测量物体对钩子的拉力 积极回答，明白需水平拉弹簧测力计 分组实验，在自己的表格中记录数据 总结实验结论 2位学生参与演示，所有学生观察图像，总结作用力与反作用力的大小关系 使学生经历设计实验的过程，尝试选择所需要的器材。 学生自主实验，培养动手能力与分析能力 使用现代信息技术应用于物理教学中，体会现代科技在物理学研究中的重要作用。 【牛顿第三定律】 1.内容 2.表达式 3.对“总是”的理解 由探究实验结论得出牛顿第三定律内容，得出数学表达式，分析“总是”的内涵 理解牛顿第三定律的内涵 【相互作用力与平衡力的比较】 分析一对作用力与反作用力、一对平衡力异同 提出疑惑： 大小相等、方向相反的两个力作用效果相互抵消。作用力与反作用力作用效果相互抵消？ 结合静置在水平桌面上的书例子分析一对平衡力与一对作用力与反作用力之间的相同点、不同点 总结： 相互作用力 （等大、反向、共线、异体、同生同灭同变化同性质） 平衡力 （等大、反向、共线、同体） 期待回答： 作用在不同的两个物体上，作用效果不能相互抵消。 理解异同点，能区分相互作用力和平衡力 【牛顿第三定律在生活中的应用】 应用一：双人拔河 解释双人拔河的受力情况，分析那些力是相互作用力？ 取胜的关键是什么？ 提问：生活中其他例子？ 学生回答：受力分析，手之间的拉力是相互作用力，取胜关键是地面摩擦力 人走路…… 应用二：体重秤的原理 1)对小朋友受力分析？ 2)它们的反作用力是什么？ 3)说说为什么能够测出人的质量？ 学生回答： FN与F压是一对相互作用力 FN与G是一对平衡力 G=FN=F压 【小结巩固】 课堂小结 师生共同总结所学内容 作业布置： 导学案内容 引导学生总结本堂课所学习 课题总结，构建自己的知识体系，主动分享收获。 【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 $