人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律教案设计

这是一份人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律教案设计，共7页。教案主要包含了素质教育目标，学法引导，重点·难点·疑点及解决办法，课时安排，教具学具准备，师生互动活动设计，教学过程，布置作业等内容，欢迎下载使用。

一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．知道作用力与反作用力的概念
2．理解、掌握牛顿第三定律
3．区分平衡力跟作用力与反作用力
（二）能力训练点
1．通过实验总结规律的能力
2．在具体受力分析中应用牛顿第三定律的能力
（三）德育渗透点
进一步掌握实践是检验真理的惟一标准的哲学思想
（四）美育渗透点
通过学习，使学生了解到物理世界中普遍存在的对称美
二、学法引导
1．通过实验演示总结规律．
2．师生共同讨论，研究对概念的理解加以完善．
三、重点·难点·疑点及解决办法
1．重点
掌握牛顿第三定律
区分平衡力跟作用力与反作用力
2．难点
区分平衡力跟作用力与反作用力．
3．疑点
（1）作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在一条直线上，它们能平衡吗?
（2）马拉车向前运动是因为马拉车的力大于车拉马的力吗?
4．解决办法
（1）演示实验，从实验中归纳出牛顿第三定律
（2）习题练习、解决重点、疑难问题
四、课时安排
0.5~1课时
五、教具学具准备
1．弹簧秤2把（本实验学生初中已经学过可以不做）
2．两条形磁铁及作为载体的小车
3．弹簧及细绳
六、师生互动活动设计
1．教师演示，学生观察总结作用力与反作用的特点．
2．应用讨论，练习区别一对作用力与反作用和一对平衡力．
3．巩固练习．
七、教学过程
（一）明确目标
掌握牛顿第三定律
区分作用力与反作用力跟平衡力
（二）整体感知
牛顿第三定律告诉我们作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，有作用力必有反作用力，它们相互作用在对方上，不是一对平衡力．
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1．力是物体间的相互作用
生活中的各种现象告诉我们，物体间的作用总是相互的，例如，用手敲击黑板的同时，手有痛的感觉，这说明手对黑板作用时，黑板对手也有作用．又如，用手拉弹簧的同时，也感觉到弹簧对手也有拉力作用，下面作一个实验，请同学们注意观察小车运动情况．
［实验1］将两小车用一根短细绳连接．同时在其中间夹一个压缩了的弹簧，让它们都静止在桌面上如图3－10所示，现烧断连接两小车的细绳，两小车同时向两边运动．且距离几乎相等．
图3－10
生活中的现象和实验都告诉我们力的作用总是相互的，即甲对乙有作用力的同时，乙对甲也有力的作用，我们把其中一个力称为作用力，另一个力就叫做反作用力．
2．牛顿第三定律
作用力与反作用存在什么关系呢?请同学们看下面实验
［实验2］将弹簧秤A和B按图3－11方式连接，用手拉弹簧秤A，请同学观察A、B弹簧秤读数（结论：大小相等）加大力拉A，再请同学观察A、B弹簧秤的读数（结论：相等）这说明：作用力与反作用力大小总是相等的．分析弹簧秤B受A的拉力方向向右、而弹簧秤A受B的拉力方向向左，说明作用力与反作用方向相反，再看A所受力与B所受力在一条直线上．
图3－11
综上分析，说明作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上，这便是牛顿第三定律
两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上．
作用力与反作用力之间还有别的特征吗?
（1）当弹簧秤A对弹簧秤B无作用力时，我们观察到弹簧B对A也无作用力，说明了作用力与反作用力同时存在，同时消失．
（2）［实验3］将两个条形磁体放在小车上如图3－12所示，先用手按住小车，然后放手A小车和B小车同时向两边运动，说明A小车上磁铁给B小车磁铁斥力，B小车磁铁给A小车磁铁以斥力，与实验2联系起来共同考虑，说明作用力是弹力，反作用力也是弹力，当作用力是磁力，反作用力也是磁力，请大家思考，当作用力是摩擦力时，反作用力是什么力（摩擦力）作用力是重力时，反作用力是什么力（重力），这说明作用力与反作用力是性质相同的力．利用这个性质，可对物体进行受力分析，例如在桌面上向右运动的物体，受到桌面给它向左的滑动摩擦力，由牛顿第三定律及作用力与反作用力同时性、同性质可断定，桌面一定受到物体给桌面的方向向右的大小与桌面给物体的滑动摩擦力相等的一个滑动摩擦力．
图3－12
3．平衡力、作用力和反作用力
一对平衡力和一对作用力与反作用力，虽然都是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，但是它们有以下不同之处．
（1）平衡力是作用在同一个物体上（即处于平衡的研究对象上），而作用力与反作用力是两物体相互作用在对方上，它们对相互产生的效果不能抵消，更谈不上平衡．平衡力合力为0，而相互作用力作用在不同物体上，不能求合力。
（2）对二力平衡中的两个力，性质可以不同，如桌面上的物体受到重力及桌面给它的弹力，而作用力与反作用力是性质相同的力．
（3）二力平衡中的两个力．若其中一个消失，另一个力不一定消失，而作用力与反作用力是同时产生，同时消失，不分主动被动，不分先后．
（四）总结、扩展
牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性，即两个相互作用的物体之间必然同时存在一对作用力与反作用力，这两个物体互为施力物体和受力物体，由于人们生活中的直觉错误和对牛顿第三定律及作用力与反作用力性质认识不清，出现了错误认识．
（1）拔河比赛中，甲队胜了乙队，人们往往认为甲队给乙队的力大于乙给甲的力，这是错误的，实际上甲队给乙队的力与乙队给甲队的力是一对作用力与反作用力，它们是大小相等方向相反的，甲队胜乙队的原因，是甲队给乙队的大于乙队所受到的摩擦力，所以拔河比赛中要取胜的一个重要因素，是增大本队所受的摩擦力．
（2）用手压弹簧，手先给弹簧一个作用力，弹簧形变后给手一个弹力，直觉上看似乎很有道理，其实是错误的，手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力与反作用力，它们应是同时产生，没有先后之分的，有了压力的同时，一定有弹力，出现弹力的同时一定受到了压力．
八、布置作业
练习三（1） （2） （3） （5） （6）
九、板书设计
四、牛顿第三定律
一、力是物体间的相互作用
1．力的作用是相互的
2．作用力与反作用力
二、牛顿第三定律
1．牛顿第三定律：物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上．
2．作用力与反作用力的同时性，同性质
三、平衡力跟作用力与反作用力的区别（作用物体不同；性质比较；同时性比较）
十、背景知识与课外阅读
死亡加速度为何为500g
西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500g这一数值，以醒世人．意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值，因为，一般车辆碰撞的时间短，大多为毫秒级．
例如，两辆摩托车时速每小时20km（5.6m/s），相向而行发生碰撞，碰撞时间毫秒级，那么在这样短的时间内，产生的加速度为a＝＝560g，可见在碰撞中能产生这么大的加速度．
为什么确定500g作为死亡加速度呢?这主要考虑了在碰撞时人体的受力情况，据测试人体受力最脆弱的部份是人的头部，它的最大承受力为22.8kN，假如人的头部质量为5kg，如发生上述碰撞，则人头部受力，f＝ma＝55.6＝28kN，如果以500g的加速度计算，则人体头部受力为25kN，接近22.8kN，故交通部门规定500g作为死亡加速度值．
为了避免交通伤亡，交通管理部门特规定，汽车驾驶员必须系安全带，骑摩托车必须带安全帽．安全帽、安全带有缓冲作用，根据动量定理我们知道，增加缓冲时间能极大的减少冲力，例如碰撞时间减为0.02s，则发生上述碰撞时，人体头部受力仅为1.4kN，这对人来说安全多了，认识了这个问题，人们在交通中就能自觉遵守这些交通规则．
十一、随堂练习
1．跳高运动员从地面上跳起是由于 （ ）
A．地面对人的支持力大于他对地面的压力
B．运动员对地面的压力等于地面对他的支持力
C．地面对运动员的支持力大于他所受的重力
D．地面对运动员的支持力等于他所受的重力
2．重力不计的细线一端固定在天花板上另一端悬挂一个小球，小球的重力为G，小球对细线拉力为F，则以下说法正确的是 （ ）
A．G的反作用力作用在地球上，方向由地球球心指向小球
B．G和F是一对平衡力
C．F与天花板对细线的拉力是一对平衡力
D．F与细线对球的拉力是一对作用力与反作用力
3．人走路时，人和地球之间的相互作用力和反作用力的对数有 （ ）
B．三对 C．三对 D．四对
4．大人拉小孩，下列说法正确的是 （ ）
A．当小孩被拉走时，大人拉力大于小孩拉力
B．当小孩赖着不动时，大人拉力小于小孩拉力
C．不管什么情况下，大人的拉力总大于小孩的拉力，因为大人的力气比小孩大
D．不管什么情况下，大人的拉力总等于小孩的拉力
5．如果两个力彼此平衡，则它们 （ ）
A．必是作用力和反作用力
B．必不是作用力和反作用力
C．必是同种性质的力
D．可以是作用力和反作用力，也可以不是
答案：1．C 2．A C D 3．B 4．D 5．B
第5节 力学单位制
教学目标：
一、知识目标：
1、知道什么是单位制，什么是基本单位，什么是导出单位；
2、知道力学中的三个基本单位。
二、能力目标：
培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化；
三、德育目标：
使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想。
教学重点：
1、什么是基本单位，什么是导出单位；
2、力学中的三个基本单位。
教学难点：
统一单位后，计算过程的正确书写。
教学方法：
讲练法，归纳法
教学用具：
投影仪、投影片
教学步骤：
一、导入新课
前边我们已经学过许多物理量，它们的公式各不相同，并且我们知道，有的是通过有关的公式找到它们之间的联系的：那么各个物理量的单位之间有什么区别？它们又是如何构成单位制的呢？本节课我们就来共同学习这个问题。
二、新课教学：
（一）用投影片出示本节课的学习目标：
1、知道什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；
2、认识单位制在物理计算中的作用。
（二）学习目标完成过程：
1、基本单位和导出单位：
（1）举例：
a：对于公式，如果位移s的单位用米，时间t的单位用秒；我们既可用公式得到v、s、t之间的数量关系，又能够确定它们单位之间的关系，即可得到速度的单位是米每秒。
b：用公式F＝ma时，当质量用千克做单位，加速度用米每二次方秒做单位，求出的力的单位就是千克米每二次方秒，也就是牛，并且我们也能得到力、质量、加速度之间的数量关系。
（2）总结推广：
物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系。
（3）基本单位和导出单位：
a：在物理学中，我们选定几个物理量的单位作为基本单位；
b：据物理公式中这个物理量和其他物理量之间的关系，推导出其他物理量的单位，叫导出单位；
c：举例说明：
1）我们选定位移的单位米，时间的单位秒，就可以利用推导得到速度的单位米每秒。
2）再结合公式，就可以推导出加速度的单位：米每二次方秒。
3）如果再选定质量的单位千克，利用公式F＝ma就可以推导出力的单位是牛。
（4）基本单位和导出单位一起构成了单位制。
（5）学生阅读课文，归纳得到力学中的三个基本单位。在国际制单位中：
a：长度的单位——米；
b：时间的单位——秒；
c：质量的单位——千克。
（6）巩固训练：
现有下列物理量或单位，按下面的要求填空：A：质量；B：N；C：m/s2 D：密度；E：m/s；F：kg；G：cm；H：s；I：长度；J：时间。
1）属于物理量的是 。
2）在国际单位制中作为基本单位的物理量有 ；
3）在国际单位制中属于基本单位的有 ，属于导出单位的有 。
2、例题教学：
（1）用投影片出示例题：
一个原来静止的物体，质量是7千克，在14牛的恒力作用下：
a：5秒末的速度是多大？
b：5秒内通过的路程是多大？
（2）分析：
本题中，物体的受力情况是已知的，需要明确物体的运动情况，物体的初速度v0=0，在恒力的作用下产生恒定的加速度，所以它作初速度为零的匀加速直线运动，已知物体的质量m和所受的力F，据牛顿第二定律F＝ma求出加速度a，即可用运动学共识求解得到最终结果。
（3）学生在胶片上书写解题过程，选取有代表性的过程进行评析：
已知：m＝7kg，F＝14N，t＝5s
求：vt和S
解：=2m/s2=2N/kg
vt=at=2m/s2×5s=10m/s
s=at2=×2m/s2×25s2=25m
（4）评析：刚才这位同学在解答过程中，题中各已知量的单位都是用国际单位表示的，计算的结果也是用国际单位表示的，做的很好。
引申：既然如此，我们在统一各已知量的单位后，就不必一一写出各物理的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了。
（5）用投影片出示简化后的解题过程：

（6）巩固训练：
质量m＝200g的物体，测得它的加速度为a＝20cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是 。
A:F=20020=400N； B:F=：
C:F=； D:F= =0.04N
三、小结
通过本节课的学习，我们知道了什么是导出单位，什么是基本单位，什么是单位制，以及统一单位后，解题过程的正确书写方法。
四、作业：
一个物体在光滑的水平面上受到一个恒力的作用，在0.3秒的时间内，速度从0.2m/s增加到0.4m/s；这个物体受到另一个恒力的作用时，在相同的时间内，速度从0.5m/s增加到0.8m/s，第二个力和第一个力之比是多大？
五、板书设计：
五：力学单位制