3.3 牛顿第三定律 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦牛顿第三定律，通过神舟二十一号发射视频及拔河、掰手腕情境制造认知冲突，引出相互作用力关系探究，为受力分析及牛顿运动定律应用奠定基础。 特色在于融合科学探究与思政教育，用弹簧测力计和DIS传感器实验让学生动手体验、精确观测，培养科学探究能力，结合神舟发射增强民族自豪感，帮助学生纠正前概念，为教师提供结构化教学方案，提升课堂效率。

第三章 第3节《牛顿第三定律》教学设计 1、 教材分析 《牛顿第三定律》是2019人教版高中物理必修一第三章“相互作用——力”第三节的内容，通过本节内容的学习，可以进一步加深学生对力的相互作用的感受和理解，特别是作用力与反作用力关系的认识。本节内容是受力分析的基础，为后续牛顿运动定律的应用打下基础。人教版新教材首先通过实例进行定性分析，说明两个物体之间的作用力总是相互的，有作用力必有反作用力。接下来通过实验测量进行定量研究，使用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系，为了更精确地测量，使用力学传感器探究作用力和反作用力的关系。最后，对物体受力的初步分析解决问题，区分相互作用力和平衡力，运用牛顿第三定律解释生产生活中的有关问题，体会牛顿第三定律的价值与意义。本节课特别融合了神舟二十一号发射等时事热点，将爱国主义教育自然融入物理课堂，体现物理学科育人价值。 2、 学情分析 学生在初中阶段已经对物体的相互作用问题有了定性地了解。进入高中以后，学生一是对作用力和反作用力的关系特点认识还是不够清楚和全面（常与二力平衡混淆），另外还存在遗忘的现象。学生往往凭借生活经验判断物理现象，存在顽固的前概念，例如认为“拔河比赛中赢的一方拉力大”，或者“大人与小孩掰手腕”大人用力更大等。针对上述情况，如果简单复述旧知，反而难以引起学生的关注，不能有效地激发起学生的学习兴趣。因此，本节课要采取实验和问题相结合的启发式教学方法。设法通过具有强认知冲突的“拔河问题”、“掰手腕”情境引出本节课内容，制造“力气大不一定赢”的悬念。课堂中充分利用弹簧测力计和DIS传感器，引导学生在动手体验和精确观测中分析、归纳、总结物理规律，从而突破“瞬时性”和“相互性”的理解难点。 三、教学重难点 重点：1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。 难点：区别平衡力与作用力和反作用力。 四、教学目标 1.物理观念 通过分析常见生活实例和实验体验，知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。 2.科学思维 通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。3.科学探究 通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。 4.科学态度与责任 经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实，严谨求实、实事求是的科学态度，并通过课前的神州二十一号火箭发射实例分析，增强民族自豪感。 五、教学方法 （1）实验探究法：针对学生认知困难，设计相应的问题串，引导学生运用弹簧测力计和力学传感器精准设计实验，探究作用力和反作用力的关系。 （2）合作学习法：合作学习让学生有机会与不同背景、能力和兴趣的同学合作，这有助于他们适应多样化的学习环境。 （3）多媒体辅助教学法：制作了优秀的课件，使用现代化测量仪器—力学传感器，采用多媒体辅助教学，启发学生思考，彻底转变学生错误概念。 六、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 【思政导入与问题提出】 1、 视频震撼：播放“神舟二十一号”发射视频。提问：火箭升空的推力来自哪里？ 2、 拔河与掰手腕引入：展示“大人与小孩掰手腕”描述“拔河比赛”场景。 核心设问：“在拔河比赛中，赢的那一队拉绳子的力，是不是比输的那一队拉绳子的力大？大人掰赢了小孩，是不是大人给小孩的力更大？” 【观看与思考】 学生被火箭发射吸引，随即陷入对“拔河/掰手腕”问题的思考。 【前概念暴露】 绝大多数学生凭直觉回答：“赢的一方力大。”产生认知冲突：如果力一样大，怎么会赢呢？。 不直接复述知识，而是利用“拔河和掰手腕问题”制造强烈的认知冲突，激发学生的好奇心和求知欲，自然引出对“相互作用力大小关系”的探究。与此同时思政导入，增加民族自豪感 感性体验 建立概念 【体验活动】 请同学们同桌之间进行“手指拔河”（互勾手指拉）或“按压笔尖”。 提问： 1、你的手指有什么感觉？ 2、只有施力的一方有感觉吗？ 【动手体验】 学生发现：勾手指时，无论谁用力，双方手指都疼；按笔尖时，手指越用力，笔尖对手的压力也越大。 【总结】 确认力的作用是相互的，建立作用力与反作用力的概念。 通过简单的肢体体验，让学生从触觉上否定“单向受力”，为后续定量探究做铺垫。 定量探究 归纳规律 【提出猜想】 既然力的作用是相互的，那么这两个力的大小到底是不是像大家刚才认为的那样“赢的一方力大”呢？ 【分组实验：传统测力计】 指导学生利用两个弹簧测力计互拉（模拟拔河）。 1、静止拉； 2、运动中拉（模拟一方赢了）。 【深化探究：DIS实验】 展示DIS（力传感器）实验曲线。重点观察：曲线是否重合？变化是否同步？ 【实验验证】 1、互拉：学生惊奇地发现，无论谁拉赢（谁后退），A和B测力计的示数始终相等。 2、观察DIS：图像关于时间轴对称，说明两力大小总是相等，方向总是相反，同时产生，同时消失。 【修正观念】 得出结论：拔河赢了并非因为拉力大，而是因为地面对脚的摩擦力大。 【突破难点】 利用DIS技术手段辅助，直观展示“同时变化”的特点，彻底纠正“拔河赢了就是拉力大”的错误前概念。培养学生严谨认真、持之以恒的科学态度。 深化理解 【规律总结】 归纳牛顿第三定律内容：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，公式。 【难点突破】 展示图片资料中的“书静置在桌面上”。 提问：书受到的支持力和书对桌面的压力是相互作用力吗？那书受到的支持力和书的重力呢？ 【分析讨论】 学生画受力图，对比分析。 填写“一对平衡力”与“一对相互作用力”的对比表格（重点区分作用对象：同体vs异体）。 通过具体的受力模型，帮助学生厘清容易混淆的概念，巩固知识网络。 应用拓展 回归生活 【解释现象】 利用新知解释课前疑问： 1、火箭升空：气体给火箭的反作用力。 2、掰手腕和拔河都是受到了相同的力，大小相等，方向相反。只是小孩承受能力较弱，输的队伍受到的摩擦较小。 拓展：车祸中小车受损重（力相等，小车结构弱）。 【学以致用】 学生利用牛顿第三定律尝试解释，体会物理规律的普适性。 感悟：看似“强弱悬殊”的物体，在相互作用时地位是平等的。 前后呼应，解决课前引入的“拔河”和“火箭”问题，让学生体会到用物理知识解决实际问题的成就感。 课堂总结 通过本节课的学习，我们在知识和方法层面的收获如下： 一个定律：牛顿第三定律（等大、反向、共线）。 三种性质：异体性、同时性、同性质。 一种感悟：透过现象看本质，拔河的胜负不在于拉力大小，而在于摩擦力；看似“掰手腕”的强弱对立中，包含着“力的大小相等”的物理公平。 通过总结和梳理，检验教学目标完成情况，帮助学生巩固知识、体会科学探究方法，形成积极学习态度。 布置作业 课后习题：完成课后关于相互作用力与平衡力辨析练习。 实践思考：请尝试分析“人走路”时，脚与地面的摩擦力方向及相互作用关系，并写出分析报告。 根据课上形成性评价布置练习作业，结合动手实践作业，激发学生的学习兴趣，引导巩固新知，提升物理学科核心素养。 板书设计 §3.3 牛顿第三定律 一、作用力和反作用力 二、牛顿第三定律 1.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，作用在一条直线上。 2.公式： 3.特点 （1）作用在两个的物体上；（2）具有同种性质 （3）同时产生，同时消失；（4）同一直线，方向相反 教学反思与 评价 本节课牛顿第三定律，部分内容学生在初中有所接触，所以提前对学生学情进行了解，但是学生对于作用力与反作用力的关系认识不是很清晰，比如拔河比赛原因分析，绝大多数同学分析存在错误，说明作用力和反作用力关系认识不清。在相互作用力的介绍中，应多鼓励学生去分析其中的作用力和反作用力，这里教师引导太多，学生主体性体现稍有欠缺。实验探究活动中，虽然让学生交流实验的现象，但是没有引导学生自己总结出实验结论，有的小组实验中很注意问题的思考，比如“可以一个拉力拉大固定值，看另外一个拉力”，这样方便观察数据，应当让这组学生进行实验过程的交流，并对肯定，这点做得不足。在教学中还是习惯性语言不够精炼，习惯重复话语，课堂节奏略有紧促。 学科网（北京）股份有限公司 $