3.3 牛顿第三定律 教学设计-2026-2027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，通过掰手腕、划船等生活实例导入，承接重力、弹力等前序力学知识，为后续牛顿运动定律综合应用搭建学习支架。 以实验探究为核心，用弹簧测力计和力传感器验证作用力与反作用力关系，培养科学探究能力，通过案例分析构建模型区分平衡力与相互作用力，落实科学思维，助力学生理解规律，为教师提供清晰教学流程与资源支持。

教学设计 课程名称 牛顿第三定律 选用教材 高中物理人教版必修一 教学章节 第三章第三节 授课对象 高一学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节课选自人教版高中物理必修第一册第三章第三节。牛顿第三定律是经典力学中的重要基本定律，它揭示了物体间相互作用的规律，是对力的概念的进一步深化和拓展。在知识体系上，牛顿第三定律承接了前面所学的重力、弹力、摩擦力等知识，是对力的相互性的系统总结，同时又为后续学习牛顿运动定律的综合应用以及解决动力学问题奠定基础，在整个力学知识架构中起着承上启下的关键作用。 教材通过生活中常见的现象，如掰手腕、划船、汽车行驶等，引发学生对相互作用力的思考，进而引入作用力和反作用力的概念。接着安排实验探究，让学生通过测量弹簧测力计的示数，探究作用力和反作用力的大小、方向关系，得出牛顿第三定律。教材还拓展了用力传感器探究的方法，加深学生对定律的理解，并通过分析物体受力情况，帮助学生区分平衡力和作用力与反作用力，强化对知识的应用。在教学过程中，要注重引导学生通过实验探究、现象分析，理解牛顿第三定律的内涵，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力，同时挖掘教材中蕴含的育人价值，如培养学生严谨的科学态度、实事求是的精神等，将物理学科核心素养目标融入教学。 二、学情分析 1.知识基础： 学生在之前学习了力的基本概念，对重力、弹力、摩擦力等常见力有了一定的认识，知道力可以改变物体的运动状态和使物体发生形变，这为学习牛顿第三定律提供了基础。但学生对于物体间力的相互作用的定量关系，以及作用力和反作用力与平衡力的区别，还缺乏深入的理解。 2.能力基础： 高中学生具备一定的观察能力和简单的实验操作能力，能够在教师的指导下进行实验操作。然而，他们在实验设计、数据处理和逻辑推理方面的能力还有待提高，对于如何通过实验得出科学结论，以及如何运用物理知识解释生活中的现象，还需要教师的引导和帮助。 3.思维基础： 此阶段学生的思维正从形象思维向抽象思维过渡，他们在学习过程中容易受到生活经验的影响，对一些物理现象的理解可能存在偏差。例如，可能会认为大人掰手腕能赢小孩是因为大人施加的力比小孩大，而忽略了力的相互性。因此，在教学中要注重引导学生通过实验观察和理性分析，突破思维障碍，培养科学思维方式。 三、教学目标 1.物理观念 （1）理解作用力和反作用力的概念，能准确判断物体间的作用力和反作用力。 （2）掌握牛顿第三定律的内容，理解其表达式F=−F′（负号表示方向相反），并能运用该定律解释生活中的相关现象。 （3）明确作用力和反作用力与平衡力的区别，能在具体情境中正确区分这两种力。 2.科学思维 （1）通过对生活实例和实验现象的分析，帮助学生构建作用力和反作用力的物理模型，理解其本质特征，提升模型构建能力。 （2）引导学生根据实验数据和现象进行分析推理，得出牛顿第三定律，培养学生的逻辑思维能力。 （3）组织学生进行小组讨论，让学生基于实验证据阐述自己的观点，建立证据意识和科学论证的思维。 （4）鼓励学生对实验过程和结果提出疑问，尝试从不同角度思考问题，探索牛顿第三定律在不同场景下的应用，培养学生的质疑精神和创新能力。 3.科学探究 （1）能在观察生活中的力的相互作用现象时提出可探究的物理问题，如 “相互作用的两个力大小一定相等吗？”“作用力和反作用力的方向有什么关系？” （2根据探究问题提出合理假设，设计并进行实验，选择合适的实验器材，如弹簧测力计、力传感器等，正确操作实验，收集实验数据。 （3）运用列表法、图像法等方法整理、分析实验数据，总结作用力和反作用力的大小、方向关系，理解牛顿第三定律，并用物理知识进行解释。 （4）在小组内和班级中积极交流实验过程、结果和结论，倾听他人意见，对实验结果进行反思和改进。 4.科学态度与责任 （1）在实验探究过程中，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，让学生尊重实验数据，不弄虚作假。 （2）通过小组合作实验，培养学生的团队合作精神，提高学生的沟通协作能力。 （3）引导学生关注生活中的浮力现象，让学生认识到物理知识与生活的紧密联系，培养学生将物理知识应用于生活、服务社会的意识。 四、教学重难点 重点： 1. 理解牛顿第三定律的内容，掌握作用力和反作用力的大小、方向关系。 2. 学会运用牛顿第三定律解释生活中的力的相互作用现象。 难点： 1. 区分作用力和反作用力与平衡力，理解它们之间的本质区别。 2. 对牛顿第三定律中“总是”的理解，即无论物体的运动状态如何，作用力和反作用力都遵循该定律。 五、教学方法 1.实验演示法：进行用弹簧测力计探究作用力和反作用力关系的实验演示，以及用力传感器探究的拓展实验演示，让学生直观地观察到实验现象，加深学生对知识的理解。 2.启发式教学：通过展示有趣的生活现象，如火箭发射、游泳时人向后划水却向前行进等，提出问题，如“火箭为什么能升空？”“人游泳时为什么向后划水却能向前走？”引导学生思考，激发学生的学习兴趣和求知欲，启发学生主动探索知识。 3.情景教学法：创设生活情景，如在讲解作用力和反作用力时，模拟人走路时脚与地面的相互作用场景；讲解平衡力与作用力和反作用力的区别时，展示静止在桌面上的物体所受的力的情景，让学生在熟悉的情景中感受物理知识，增强学生的感性认识，帮助学生更好地理解抽象的物理概念。 3.问答式教学法：在教学过程中，针对重要的知识点和学生的疑问，通过提问的方式引导学生思考和回答，如在实验过程中提问学生观察到的现象、对现象的解释等，及时了解学生的学习情况，调整教学节奏，同时促进学生积极参与课堂，培养学生的思维能力和表达能力。 六、教学流程图 七、教学资源 教具：弹簧测力计若干、力传感器两个、气球，小车，小风扇等。 多媒体设备：电脑、投影仪、PPT 课件，用于展示教学图片、视频、实验数据和动画等资料。 八、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课引入 播放大人和小孩掰手腕、划船、汽车行驶等图片，提问：“力的作用是相互的，那么相互作用的力其大小有什么关系呢？比如大人和小孩掰手腕，他们施加给对方的力大小相等吗？” 观察图片，思考问题，积极发表自己的看法。 从生活实例出发，引发学生兴趣，激发学生的求知欲，为新课教学做铺垫。 新课教学 1. 建立概念 1. 展示拍手、放气球等图片，讲解力是物体对物体的作用，只要有力就存在受力物体和施力物体。 2. 引导学生分析图片中物体间的相互作用，引出作用力和反作用力的概念，强调这两个力相互依赖、同时存在。 3. 给出一些简单例子，让学生判断哪些力是作用力和反作用力。 4. 联系生活，让学生举例说明生活中存在的作用力和反作用力现象。 1. 观察图片，理解力的相互作用关系。 2. 思考并理解作用力和反作用力的概念。 3. 进行判断练习，巩固概念。 4. 积极举例，如踢球时脚对球的力和球对脚的力等。 让学生通过亲身体验实验过程，培养学生的科学探究能力、动手操作能力和团队合作精神，同时让学生在实验中自主探索浮力大小的影响因素，提高学生的学习积极性和主动性。 2. 实验探究 1.教师顺势提问：作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系？ 2. 介绍用弹簧测力计探究作用力和反作用力关系的实验装置，演示实验过程视频，让学生观察两个弹簧测力计指针的变化。 3. 引导学生思考：“实验中如何保证数据的准确性？”“摩擦力、不相互接触的力是否也满足这样的关系？” 4. 展示用力传感器探究作用力和反作用力关系的实验，将两个力传感器连接到计算机上，让一位同学拉其中一个传感器，展示计算机屏幕上力随时间变化的图像。 5. 组织学生分组进行实验，记录实验数据。 1. 思考 2. 观察实验现象，记录弹簧测力计的示数。 3. 思考问题，讨论保证数据准确性的方法，如弹簧测力计要调零、尽量减少摩擦等。 4. 观察力传感器实验的图像，直观感受作用力和反作用力的大小、方向关系。 5. 分组实验，合作完成实验操作和数据记录。 培养学生的观察能力、实验操作能力和团队合作精神，让学生通过实验探究得出结论，增强对知识的理解和记忆。 3. 规律总结 1. 引导学生分析实验数据，提问：“通过实验，你发现作用力和反作用力的大小、方向有什么关系？” 2. 总结学生的回答，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。 3. 强调定律中的 “总是”，说明无论物体处于何种运动状态，也无论相互作用的力是什么性质的力，该定律都成立。 1. 分析实验数据，思考并回答问题。 2. 理解并记录牛顿第三定律的内容。 3. 思考 “总是” 的含义，结合实验和生活实例加深理解。 培养学生的分析归纳能力，让学生经历从实验数据到物理规律的总结过程，体会科学探究的方法。 3.理解应用 1..案例分析： 展示一本书书静置在水平桌面上，并引导学生对其受力分析，并指出哪两个力是平衡力，哪两个作用力与反作用力？ 2. 展示马拉车、火箭发射等图片，引导学生运用牛顿第三定律分析这些现象中力的相互作用关系。 3. 提出问题：“火箭发射时为什么要向后喷气？” 让学生思考并回答。 4. 给出一些物体受力分析的题目，让学生分析物体受到的力以及对应的作用力和反作用力。 1. 观察图片，思考分析，分组讨论，填写对比表格，总结两对力的区别。 2. 观察图片，思考并分析现象中力的相互作用。 3. 回答问题，解释火箭发射的原理。 4. 进行受力分析练习，巩固牛顿第三定律的应用。 1.化解抽象难点，培养逻辑分析能力。 2. 通过实际例子的分析和练习，让学生学会运用牛顿第三定律解释生活中的现象，提高学生分析问题和解决问题的能力。 5.总结作业 1. 引导学生回顾本节课的重点内容，包括作用力和反作用力的概念、牛顿第三定律的内容、实验探究过程等。 2. 布置作业：书面作业为课本上的练习题，巩固牛顿第三定律的知识；拓展探究作业为让学生寻找生活中更多可以用牛顿第三定律解释的现象。 1. 跟随教师回顾知识点，加深记忆。 2. 记录作业内容，课后认真完成作业。 通过总结帮助学生构建知识体系，巩固所学知识；布置作业进一步加深学生对知识的理解和应用，培养学生的自主学习能力和探究精神。 九、板书设计 十、课程思政 在教学过程中，介绍牛顿对科学的执着追求和严谨的科学态度，鼓励学生学习科学家的精神，培养学生对科学的热爱和探索精神。通过分析生活中牛顿第三定律的应用实例，如交通工具的运行原理等，让学生明白物理知识来源于生活，又应用于生活，物理在推动社会发展、改善人们生活方面发挥着重要作用，增强学生的社会责任感。同时，在分组实验中，培养学生的团队合作精神，让学生学会相互协作、共同进步，落实立德树人的育人目标。 十一、教学反思和修改 1. 教学反思：在教学过程中，发现部分学生对作用力和反作用力与平衡力的区别理解不够深入，在课堂练习中容易出错。这可能是由于在讲解这部分内容时，举例不够丰富，学生缺乏足够的感性认识。另外，在实验探究环节，部分学生对实验操作不够熟练，影响了实验数据的准确性和实验进度。这反映出在实验前对学生的指导还不够细致，学生的实验技能有待提高。 2. 修改措施：在今后的教学中，增加关于作用力和反作用力与平衡力区别的实例分析，如通过对比静止在水平桌面上的物体所受的重力和支持力（平衡力）与物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力（作用力和反作用力），从力的性质、作用对象等多个方面进行详细讲解。在实验教学前，加强对学生实验操作的培训，让学生熟悉实验器材的使用方法和实验步骤，提高实验效率和数据的准确性。同时，在课堂练习和作业布置中，增加相关的针对性练习，帮助学生巩固知识，加深理解。 学科网（北京）股份有限公司 $