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，通过鸡蛋碰石头、人推旱冰桌等生活现象定性引入力的相互性，衔接初中二力平衡知识，搭建“现象定性—实验定量—辨析区分—应用受力分析”的学习支架，为后续运动定律综合应用奠基。 特色在于分层实验探究与核心素养融合，先用双弹簧测力计静态测量，再用力传感器动态采集力-时间对称图像，以科学证据推理规律，通过对比表格辨析相互作用力与平衡力，培养科学思维与探究能力，助力学生建立相互作用观念，为教师提供清晰教学逻辑与丰富实操资源。

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 本节课是相互作用单元核心内容，以鸡蛋碰石头、人推旱冰桌等生活现象定性引出力的相互性，先后采用双弹簧测力计、力传感器两套实验完成定量探究，通过静止、运动两种状态下的力 - 时间图像证明作用力与反作用力始终等大、反向、共线、异物、同性质；针对学生混淆点对比区分相互作用力与平衡力，借助台秤、斜面木块、叠放物体三类情景落实受力分析方法，总结牛顿第三定律完整表述，搭建起 “现象定性 — 实验定量 — 辨析区分 — 应用受力分析” 完整教学逻辑，为后续牛顿运动定律综合计算、整体隔离法分析奠定基础。 二、学情分析 1.知识基础： 学生初中学习二力平衡，知道等大反向共线的平衡力条件，能识别重力、弹力、摩擦力三种基本力；生活中能感知力的相互作用，但存在典型前概念：认为鸡蛋碰石头时石头受力更大，无法区分相互作用力与平衡力，不清楚作用力、反作用力分别作用在两个不同物体，也未掌握规范受力分析步骤，不理解引力、摩擦力同样满足相互作用规律。 2.能力基础： 学生具备弹簧测力计基础操作能力，但不会自主设计探究相互作用力的实验方案；能简单绘制受力示意图，但容易混淆受力物体；对比归纳、表格梳理异同的逻辑能力较弱，利用图像证据推导物理规律的数形结合能力不足。 3.思维基础： 学生依靠直观作用效果判断力的大小，形成 “破坏程度大受力更大” 的错误具象思维；难以区分 “同一物体平衡力” 和 “两个物体相互作用力”，缺少分对象隔离分析的物理思维，不会从研究对象角度拆分不同受力。 三、教学目标 1. 物理观念 理解力的作用具有相互性，掌握牛顿第三定律完整内容；清晰区分作用力、反作用力与一对平衡力；建立物体间相互作用的完整相互作用物理观念，能规范识别任意一对相互作用力。 2. 科学思维 通过定性现象、定量图像双重证据推理牛顿第三定律；采用表格对比、分对象隔离分析的思维方法辨析两类等大反向力；形成先确定研究对象、再按力的类型分步受力分析的逻辑思维。 3. 科学探究 自主设计双测力计探究方案，观察静态、动态下力传感器对称图像，完整经历 “提出猜想 — 设计实验 — 采集数据 — 图像分析 — 归纳规律” 的探究全过程，学会利用精密仪器实时采集力的变化证据。 4. 科学态度与责任 尊重实验图像呈现的客观事实，摒弃主观直观错觉；养成先确定研究对象、严谨区分受力物体的分析习惯；能用牛顿第三定律解释生活相互作用现象，体会物理规律普适性。 四、教学重难点 重点： 牛顿第三定律内容，作用力与反作用力五大特征（等大、反向、共线、异物、同性质）； 实验定量探究相互作用力大小关系； 基础物体受力分析方法。 难点： 精准区分作用力、反作用力与平衡力，克服 “作用效果不同则力大小不等” 的生活前概念。 五、教学方法 情境定性导入法：鸡蛋碰石头、旱冰人推桌两类现象直观展示力的相互性； 分层实验探究法：先使用双弹簧测力计简易实验，再用力传感器动态定量实验； 图像分析法：利用电脑输出对称力 - 时间图像，以图像为证据归纳规律； 对比表格辨析法：用表格梳理相互作用力与平衡力异同点； 例题分步讲授法：斜面木块、叠放物体两类例题示范受力分析； 问题链引导法：层层设问破除鸡蛋受力大小的错误直觉； 归纳小结法：梳理定性、定量、辨析、应用四大知识板块。 六、教学资源 鸡蛋、石块、旱冰鞋、双弹簧测力计、力传感器、数据采集电脑、力随时间对称图像、台秤、斜面木块、叠放 AB 木块、对比表格、草稿纸 八、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 定性感知力的相互作用 依次演示两个生活情景，第一组鸡蛋撞击石块，提问为何鸡蛋碎裂石块完好；第二组学生穿旱冰鞋用力推课桌，观察人向后退。抛出核心问题：这两个场景中力是单方面产生还是相互？组织学生自主列举生活中相互作用实例，初步引出作用力与反作用力概念，抛出学生典型误区：鸡蛋受到的力比石头更大。 观察两组演示现象，小组交流列举拍手、划船等相互作用实例，说出自己直观感受，提出 “碎的物体受力更大” 的直觉观点，带着疑问进入定量探究。 定量实验探究牛顿第三定律 1. 抛出探究问题：如何测量两个物体相互作用力大小？引导学生自主设计双弹簧测力计对拉实验；讲解实验操作：A、B 测力计互拉，分别读取双方示数，静止状态下记录三组数据，总结示数始终相等； 2. 指出简易测力计只能测静态，引入力传感器精密实验，分别演示静止改变拉力、传感器自由运动两种工况，展示电脑输出对称双向力图像，说明无论静止、运动，两条曲线始终轴对称； 3. 拓展提问：弹力满足，摩擦力、引力是否同样符合规律，引导学生推理定律普适性。 分组完成双测力计对拉实验，记录多组示数；观察传感器动态图像，对比两条曲线变化规律，自主归纳作用力、反作用力时刻等大、反向，理解规律不受运动状态影响。 辨析相互作用力与平衡力 抛出学生典型疑问：既然作用力反作用力等大反向，鸡蛋为何破碎？先复习平衡力定义，以台秤上重物为例，分别找出重物重力（平衡力）、重物对台秤压力（反作用力）；出示空白对比表格，带领学生从作用物体、力的性质、能否抵消三个维度梳理异同；完成表格后，以静止斜面木块为范例，分步梳理重力、支持力、摩擦力三对相互作用力，示范区分木块自身受到的力与木块施加的力。 跟随教师完成表格填写，自主解释鸡蛋破碎的原因（受力物体不同，承受极限不同）；跟随斜面例题梳理三对相互作用力，标注每一组对应的两个施力、受力物体。 受力分析综合应用 讲解受力分析标准步骤：确定研究对象→按重力、弹力、摩擦力顺序分析→只画出研究对象受到的力；出示两道例题：①斜面上静止木块；②水平桌面叠放静止 A、B，B 受水平拉力；分步示范画受力示意图，提问每道题包含几对相互作用力，强化区分意识。 独立完成两道例题的受力示意图绘制，小组互查是否混淆相互作用力与平衡力，口头回答每道题对应的相互作用力组数。 课堂小结与课后思考 梳理本节课主线：生活定性现象→双测力计、传感器定量实验→区分两类等大反向力→受力分析应用；布置课后思考题：人推桌子时相互作用力大小相等，为何只有人后退？ 完整回顾课堂知识，完善笔记，记录课后思考问题。 九、板书设计 十、课程思政 本节课依托生活直觉与客观实验图像形成认知冲突，引导学生摒弃主观视觉错觉，一切以实验数据、图像证据为判断依据，培养尊重客观事实、严谨求真的科学品格；通过简易器材与现代化传感器对比实验，体会物理测量技术迭代发展；借助受力分析分对象隔离思维，引导学生多角度、辩证看待事物，树立全面客观的认知观念。 十一、教学反思和修改 1. 教学反思： 本节课由生活现象引入，分层开展简易与精密两套实验，利用对称图像直观突破等大反向规律，搭配表格对比区分易混概念，辅以两道例题落实受力分析，但力传感器动态图像展示后排学生看不清，小组测力计实验仅静态测量，缺少动态操作；平衡力与相互作用力表格仅课堂填写，缺少独立当堂练习题；课后思考题无生活拓展引导。 2. 修改措施： 将传感器图像投屏放大保证全体观察；增加动态拉动测力计小组操作环节；补充 2 道区分两类力的当堂小题；课后配套推船、划船拓展素材辅助学生完成思考题。 学科网（北京）股份有限公司 $