人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力3 牛顿第三定律教学设计及反思

《牛顿第三定律》教学设计

一、教学目标

（一）物理观念：

知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念，理解牛顿第三定律的确切含义。

（二）科学思维：

1.对生活中作用力和反作用力的事例分析，体验作用力和反作用力的不同作用效果，培养分析解决实际问题的能力。

2.通过分析实验现象探究得出牛顿第三定律,体会实验在发现自然规律中的作用。

（三）科学探究：

1.通过实例演示和分析，进一步认识物体间力的作用是相互的，提出作用力与反作用力的概念。

2. 对牛顿第三定律实验的分析，培养分析推理能力和概括总结能力。

（四）科学态度与责任：

1.通过探究力作用力和反作用力的关系深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学习物理的兴趣。

2.培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

二、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：

1.区分相互作用力和平衡力。

2.能够在实际情景中运用牛顿第三定律进行受力分析。

三、教学方法

教法：问答法、讲授法、讨论法

学法：自主探究法、交流合作法、学练结合法

四、教学流程

（一）新课导入

教师：播放一小孩与大人扳手腕的视频，引导学生观察现象回忆力的作用是相互的，并提问“他们施加给对方的力，大小相等嘛？”

学生（预设）：现象：大人很容易把小孩的手压在桌面上。结论：因为力的作用是相互的，所以大小的是相等的。

教师：抛出问题为什么会出现这样的现象并引出课题。

（二）讲授新课

1.作用力和反作用力

教师：演示实验一：两块磁铁之间的排斥作用，并提问学生有什么样实验的现象。

学生（预设）：同名磁极互相排斥。

教师：演示现象二：两块磁铁之间的吸引作用，并提问学生有什么样实验的现象。

学生（预设）：异名磁极互相吸引。

教师：引导学生分析实验现象、总结实验结论。

结论1：两个物体之间的作用总是相互的。

结论2：一个物体A对另一个物体B施加力的作用时，另一个物体B也会同时对这个物体A施加力的作用。施力物体同时也是受力物体。若把A对B的力叫做作用力，则B对A的力叫做反作用力。

2.探究作用力和反作用力的关系

引导学生思考：作用力与反作用力的大小之间，方向之间有什么关系？

教师：引导学生利用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。并提问“观察实验中两测力计指针有什么现象，两测力计示数关系如何，F1和F2有什么样的关系？”

实验一：把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A。这时测力计B受到A的拉力F1，测力计A受到B的拉力F2。

学生（预设）：现象: 可以看到两个测力计的指针同时移动；示数关系：两个弹簧测力计的示数是相等的；F1= F2，方向相反。

教师：引导学生观看用力传感器探究作用力和反作用力的关系实验视频，提出问题两个力传感器力的大小和方向有什么样的关系？并让学生尝试分析实验现象，总结结论。

实验二：把两个互相钩着的力传感器，同时连在计算机上，其中一个系在墙壁上固定，另一个握在手中；两位同学各持一个力传感器，互相钩着。一人用力拉力传感器朝自己的方向运动。

学生（预设）：现象：用手拉一个力传感器，可以看到在一个力传感器受力的同时，另一个力传感器也同时受到力的作用，而且在任何时刻两个力的大小相等、方向相反；在运动过程中，尽管力的大小随运动时间不断变化，但在运动中任何时刻，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。

3.牛顿第三定律

教师：根据上述实验结合学生的分析给出定义。并让学生在举出生活中牛顿第三定律的例子。

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。

数学表达式：F=-F (“-”表示方向相反)

学生（预设）：实例：①人在划船时，桨向后推水，水就向前推桨，将船向前推进。与此类似，轮船的螺旋桨旋转时也是向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进。②汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面之间的摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。汽车受到的驱动力就是这样产生的。

4.受力的初步分析

教师：提出问题“牛顿第三定律指出作用力与反作用力大小相等，那前面我们提到扳手腕为什么会有输赢呢？”

学生（预设）：大人给小孩的力和小孩给大人的力是作用力和反作用力，对小孩的手受力分析可知，大人给小孩的力大于小孩手腕给手的力，小孩的手受力不平衡，就有了输赢。

教师：和学生一起分析图 3.3-8甲中猴子的受力情况。

猴子吊在空中，我们分析猴子所受的力。猴子受到重力G，还受到树枝对它的拉力F。由于猴子是静止的，而且不再受到其他力的作用，所以拉力F和重力G这两个力是一对相互平衡的力，它们“大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”。应该注意，这两个力作用在同一物体（猴子）上。

另一方面，不但树枝在以拉力 F向上拉着猴子，猴子同时也在以向下的拉力 F 拉着树枝，这是一对作用力和反作用力，它们的关系也是“大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”（图 3.3-8乙）。但不同的是，它们分别作用在两个物体（猴子和树枝）上。

引导学生归纳、讨论、归纳、总结相互作用力与平衡力的异同点。

总结：

（三）课堂巩固

【例1】一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是（       ）

1. 大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
2. 大人拉小孩的力不一定比小孩拉大人的力大
3. 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相同
4. 地面对大人的最大摩擦力一定比地面对小孩的最大摩擦力大

【解析】作用力与反作用力总是大小相等的，大人与小孩手拉手比力气时，无论是相持阶段还是小孩被拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力总是相等的。大人为什么能把小孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同。答案为A、B。

（四）课堂小结

通过提问先让学生自行总结本节课的内容，再由教师来全面总结。

1. 作用力和反作用力：物体之间的作用是相互的。“作用力与反作用力”是相对而言的，其中一个是作用力，另一个力就是反作用力。

2. 作用力和反作用力的关系

3.牛顿第三定律 

4．作用力与反作用力和平衡力的异同点。

（五）课后作业

课后完成练习与应用2、3两小题。

五、板书设计

3.3 牛顿第三定律

一、作用力和反作用力

当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。

二、作用力和反作用力的关系

1.大小相等。

2.方向相反，作用在同一条直线上。

三、牛顿第三定律

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。

数学表达式：F=-F (“-”表示方向相反)

四、受力的初步分析

区别相互作用力和平衡力。