人教版高一年级牛顿第三定律教案

人教版高一年级牛顿第三定律教案一、教材分析牛顿第三定律是牛顿运动定律的重要内容之一。实际上在用牛顿运动定律解决问题中，牛顿第三定律可以帮助选择研究对象、转换研究对象。通过本节课的学习，还可以加深学生对力的概念的理解，培养学生严谨的思维能力。建材由浅入深地从三个层次展开对牛顿第三定律的讨论：第一层次，从生活中的现象出发，指出力的作用是相互的，从而引出作用力与反作用力的概念。第二层次，是让学生通过探究作用力与反作用力的大小、方向之间的关系，经多次实验归纳出规律，提出牛顿第三定律。第三层次，是将牛顿第三定律应用于实际，用来解释生活现象，从而达到学以致用的目的。通过上述三个层次的学习，重现了规律形成的过程，使学生在获取知识的同时，亲自体验到探究的艰辛和乐趣，同时培养了学生的观察能力，动手能力，逻辑思维能力。二、学情分析学生在初中和高中都已经学习过：力是物体间的相互作用，所以，理解作用力与反作用力的概念并不难。作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失的特点较为抽象，可以通过力传感器化抽象为形象，化静态为动态，引导学生思考，帮助学生理解。学生对常见的三种不同性质的力（重力、弹力、摩擦力）有一定的认识，能对物体进行受力分析。这为运用牛顿第三定律解释生活现象做好了一定的准备，但把规律应用于实际，对学生来说，还是有一定的困难存在。在教学中，通过演示实验，增强学生的学习兴趣；通过教师引导、学生讨论，共同解决问题。平衡力、作用力与反作用力这两个概念，学生初学起来容易混淆，在教学中通过具体事例引导学生对这两个概念从大小、方向、作用点、产生与消失、作用效果、力的性质等角度进行比较，加深学生对这两个概念的理解与区分。三、教学目标1.知识与技能（1）知道作用力与反作用力的概念。（2）理解牛顿第三定律的确切含义。（3）会运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。2.过程与方法（1）引导学生设计实验研究作用力与反作用力的关系并总结规律。（2）通过鼓励学生动手、勇于探究，提高学生自信心并养成科学思维习惯。（3）利用百度搜索引擎搜索牛顿、嫦娥二号的资料，培养学生应用信息技术的能力。3.情感态度与价值观（1）在解决问题的过程中培养学生交流与合作的精神。（2）经历观察、实验、探究等过程，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。四、重点难点1.教学重点（1）理解牛顿第三定律的确切含义，会运用它解释生活中的有关问题。（2）区分平衡力与作用力和反作用力。2.教学难点区分平衡力与作用力和反作用力。五、教学思路为了在教学中体现科学探究精神，尽可能完整地经历科学探究的过程，使学生通过过程的体验，感受到战胜困难、解决物理问题的喜悦，体验到学习科学的乐趣，本节教学将采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组讨论、合作为主要方式，让学生进行猜想、实验探究。教学中通过学生亲身体验引入新课，从丰富的例子中引出概念，并让学生把概念联系实际，加深对概念的理解。教师对探究实验加以积极引导，使学生逐步学会如何合作，如何探究物理规律。再把规律应用于解释生活现象，学以致用。并在教学中适时地渗透科技教育、人文教育和爱国主义教育。最后设计利用百度搜索引擎搜索牛顿、嫦娥二号的资料写成小论文的作业，培养学生应用信息技术的能力。六、教学方法本节课主要采用以学生体验、分组探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。本节课采用的实验探究教学法，以学生体验、动手操作为主，使学生的思维处于活跃状态，充分调动学生学习的积极性。学生通过亲自动手操作体验科学探究的全过程，学习科学探究的方法，使他们在创新精神和实践能力方面得到发展和提高。为此，对以下教学环节进行了较为充分的设计。（1）“兴趣是最好的老师”。只有充分唤起学生的学习热情，才能使学生自主学习，真正成为学习的主人。因此在教学中创设一定的教学情景，例如让学生体验拍巴掌，播放用百度搜索引擎搜索到的划船时两船互推、人和船的相互作用、嫦娥二号发射升空等视频，做磁铁间相互作用、传感器显示力的大小、玩具车使粉笔灰飞出、充气的气球向各个方向飞行等实验，在情景中引起学生的好奇心，激发学生的学习兴趣。（2）“从生活中来,到生活中去”。从学生体验拍巴掌的例子中引出作用力与反作用力的概念，并播放视频、让学生举例，以丰富学生对概念的认识；在讲解完牛顿第三定律后，引导学生用牛顿第三定律解释生活现象，通过运用使学生的知识转化为能力。同时让学生感受到物理与生活的紧密联系，拉近学生与物理的距离，从而培养学生学习物理的兴趣。（3）“猜想是科学探究的翅膀”。著名的科学家牛顿有句名言:没有大胆的猜想,便不可能有伟大的发现和发明。在教学中应鼓励学生敢于猜想、勇于猜想。对于作用力和反作用力的大小、方向之间存在怎样的关系，让学生大胆猜想，再让学生设计实验进行探究；在应用牛顿第三定律时，鼓励学生依据牛顿第三定律进行猜想，并进行推理论证。在教学手段上，充分使用ppt、视频、演示实验、故事讲述，以增强教学的生动性和形象性，活跃课堂气氛，从而充分调动学生学习的积极性，落实教学目标。七、课前准备1. 百度搜索引擎搜索到的视频：划船时两船互推，人往岸上跳时人和船的相互作用，嫦娥二号升空。2.实验仪器：小车（两辆），条形磁铁（2块），长木板，气球，玩具车，粉笔灰，弹簧秤（每人一个），力传感器（2只），数据采集器。3.制作ppt。八、课时安排 1课时九、教学过程（一）引入新课【教师活动】力是什么？俗话说得好：“一个巴掌拍不响”。下面请大家比赛拍巴掌，看谁拍得最响。并请拍得最响的同学谈谈自己的感受。 【学生活动】拍巴掌并谈谈自己的感受：拍巴掌后会疼，巴掌都变红了，说明两手都受到力的作用，力的作用是相互的。【教师活动】也就是说，左手给右手一个力，右手也会给左手一个力。那么，左手受到的力和右手受到的力是一对平衡力吗？【学生活动】独立思考，小组讨论、交流，小组代表汇报：不是，因为不是作用在同一个物体。这对力没有使物体平衡，所以不是平衡力。平衡力的作用效果可以相互抵消，而这对力的作用效果不可以抵消【教师活动】这两个力由于不作用在同一个物体上，就不再是平衡力了。那它们是什么力呢？这就是我们这节课要研究的问题。（设计意图：激发学生的好奇心和学习的兴趣，并为区分平衡力、作用力与反作用力做好铺垫。）（二）作用力和反作用力【教师活动】同学们坐在凳子上，两脚悬空，然后用手推桌子，看看有什么感受？【学生活动】亲身体验并说说自己的感受：感觉到桌子也在推手。【教师活动】如果用头撞窗户的玻璃，会出现什么现象？说明了什么问题？【学生活动】玻璃碎了，头也会流血。说明头给玻璃一个力的同时，墙也会给头一个力。 【教师活动】播放百度搜索引擎搜索到的视频：划船时两船互推、人和船的相互作用，让学生认识作用力和反作用力。【学生活动】观看视频并体会力的相互作用。【教师活动】归纳：物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。（设计意图：通过学生亲身体验、幽默有趣的例子、视频的播放，加强学生对作用力和反作用力的感性认识，为上升到理性认识做好一定的准备。）【教师活动】现实生活中，你还遇到哪些作用力和反作用力？【学生活动】思考并举例：物体与桌子之间的弹力。人行走时人和地面之间的摩擦力。竖直悬挂的物体与绳子之间的拉力（设计意图：让学生把概念和现实生活中的现象联系起来，感受到物理就在学生身边，让学生做生活的有心人。）【教师活动】我们刚才讲的两物体间的作用力和反作用力，都有直接接触的。那么没有直接接触的物体之间，存在作用力与反作用力吗？【学生活动】小组讨论并请小组代表汇报：磁铁之间的相互作用。人与人之间的万有引力。人造卫星与地球之间的吸引力 【演示实验】在一块较光滑的长木板上放着两辆小车，小车上各放一个小磁铁，当同名磁极相对时，相互排斥，两小车向相反的方向运动。当异名磁极相对时，相互吸引，两小车做相向运动。（设计意图：通过事例和演示实验让学生加深对概念的理解。）（三）牛顿第三定律【教师活动】力的效果既然由力的三要素决定，你认为要研究作用力与反作用力的关系，应该从那些方面研究？【学生活动】回答：从力的大小、方向和作用点这三个方面进行研究。【教师活动】作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，那它的大小之间、方向之间有什么样的关系？【教师活动】鼓励学生大胆猜想，发表自己的见解。【学生活动】思考并猜想：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。【教师活动】如何验证自己的猜想是正确的？【学生活动】回答：通过实验。【教师活动】测量力的大小的常用工具是什么？【学生活动】回答：弹簧秤。【学生活动】学生设计实验方案，分组进行实验探究，验证猜想。各小组进行交流，并选代表汇报。【教师活动】在教室里巡视，及时指导学生解决实验中遇到的问题。并归纳学生的结论，给予评价。（设计意图：使学生在获取规律的同时，亲自体验到科学探究的艰辛和乐趣，同时，学生观察能力，动手能力，思维能力和合作精神都得到了培养。）【教师活动】简要介绍传感器的原理：力感器可以受力大小转换成电信号，数据采集器把电信号转换成数字信号，计算机对数据进行处理，画出力随时间的变化曲线。如想了解更多关于传感器的知识，请用百度搜索：传感器原理。【演示实验】用传感器探究作用力与反作用力的关系。【学生活动】学生观看实验现象并体验现代科技的高精确性，感受物理学的发展所带来的科技的进步。（设计意图：让学生进一步相信作用力和反作用力的大小相等，方向相反。同时，让学生感受到物理学的发展所带来的科技的进步。）【教师活动】力的大小在发生变化，你从图象能得出什么结论？【学生活动】作用力与反作用力同时产生、同时变化。【教师活动】如果其中一个力在变化的过程中变为零，则另一个力变为多少？【学生活动】回答：变为零。【教师活动】引导学生归纳：作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失。（设计意图：通过图象，让学生在力的动态变化的过程中，思考作用力与反作用之间存在的相互关系，生动形象，具有很强的说服力。） 【教师活动】归纳总结：大量事实表明：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。这就是牛顿第三定律。【教师活动】简要介绍百度搜索引擎搜索到的牛顿的资料：牛顿，数学家、物理学家，近代科学的开创者。曾经有人问牛顿：“你获得成功的秘诀是什么？”牛顿回答说：“假如我有一点微小成就的话，没有其它秘诀， 唯有勤奋而已。”如想更了解牛顿，请用百度搜索：牛顿。 （设计意图：让学生了解牛顿，感悟牛顿高尚的科学品质。） （四）牛顿第三定律的应用【演示实验】教师拿出玩具车，提起后轮，驱动动力装置，使后轮转动，再将后轮慢慢放下，使后轮慢慢接触铺有粉笔灰的平台，在后轮接触粉笔灰的瞬间，粉笔灰向后飞出。【教师活动】为什么粉笔灰会向后飞出？你能根据牛顿第三定律解释这个现象吗？【学生活动】独立思考并回答：粉笔灰受到来自玩具车的向后的摩擦力，所以向后飞。 （设计意图：学生对自行车、汽车的动力来源一直较难理解，通过演示实验，既巩固了摩擦力的知识，又强化了对牛顿第三定律的理解。）【教师活动】甲乙两队拔河，甲胜乙败，则甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力。这种说法正确吗？【学生活动】思考并回答：甲对乙的力与乙对甲的力都相等。 【教师活动】既然胜败双方彼此间的作用力一样大，那是什么原因导致了胜败？ 【学生活动】学生在教师的引导下对甲、乙双方分别进行受力分析，并根据牛顿第二定律发现拔河比赛胜败的关键在于：甲乙所受到的摩擦力不一样大。 （设计意图：引导学生探究，综合应用牛顿第二定律，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，并让学生在探究的过程中感受到成功的喜悦。）【演示实验】使充气的气球向不同的方向飞去。【学生活动】观察实验现象。【教师活动】充气的气球为什么能向不同的方向飞去？【学生活动】气球飞出是借助了气体的反作用力。【教师活动】实际上火箭的飞行也是借助了气体的反作用力。气体向后喷出，推动了火箭向前飞行。【教师活动】讲述万户飞天的故事：14世纪末期，我国学者万户，首次作了航天的科学尝试，他把47枚当时最大的火药火箭捆绑在自己坐的椅子背面让别人同时点燃这批火箭。为了纪念他，在月球表面的环形山中有一个是以万户命名的。【学生活动】听故事并体会火箭的原理，感受物理在现实生活中的应用。【教师活动】播放百度搜索引擎搜索到的视频：嫦娥二号升空。边播放边讲述：“嫦娥二号”于xx年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功。此举具有重大意义，标志着探月工程又迈出成功一步。 （设计意图：让学生感受现代科技与物理学的紧密联系，同时以此激发学生的爱国主义精神。使德育和智育达到结合和渗透。）（五）平衡力与作用力、反作用力的比较【教师活动】人在地面上行走，受到哪几对平衡力？哪几对作用力与反作用力？【学生活动】思考、讨论并回答：受到的平衡力是重力和支持力，受到的作用力与反作用力是：人与地球之间的相互吸引力；人受到的支持力和地面受到的压力；人受到的静摩擦力力和地面受到的静摩擦力。【教师活动】我们选择其中一对作用力与反作用力：支持力和压力与一对平衡力：重力和支持力进行比较，看看平衡力与作用力和反作用力有哪些相同点和不同点？【学生活动】在教师引导下对选择的这两对力从不同的角度进行思考、讨论、交流并发表意见，最终完成如下表格。一对平衡力一对作用力与反作用力大小大小相等方向方向相反作用点作用在同一物体上作用不在同一物体上产生与消失不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失作用效果可以相互抵消不可以相互抵消力的性质不一定是同一性质的力一定是同一性质的力（设计意图：通过对现实生活中的常见现象进行分析，找出平衡力、作用力与反作用力，并在教师引导下各选择一对力进行比较，使这两者的比较变得具体形象，有利于学生思考和讨论，从而突破难点。）（六）课堂小结【教师活动】通过这节课的学习，同学们有什么心得体会？【学生活动】发表自己的见解，交流学习心得体会。（设计意图：学习心得体会交流，同学间取长补短，共同进步。）十、板书设计一、作用力和反作用力定义：物体间相互作用的一对力叫做作用力与反作用力。二、牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。三、牛顿第三定律的应用四、平衡力与作用力、反作用力的比较一对平衡力一对作用力与反作用力大小大小相等方向方向相反作用点作用在同一物体上作用不在同一物体上产生与消失不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失作用效果可以相互抵消不可以相互抵消力的性质不一定是同一性质的力一定是同一性质的力十一、作业设计1.教材第88页第1、2、3题。2.利用百度搜索引擎搜索牛顿的资料，写篇关于牛顿的小论文。3.利用百度搜索引擎搜索嫦娥二号的资料，写篇关于嫦娥二号的小论文。十二、教学反思1.学生在探究作用力与反作用力的大小之间、方向的关系时，教师引导学生使用弹簧秤。一是由于弹簧秤学生容易想到，二是操作起来也方便。是否还有其他更合适的方案？2.力传感器可以把力的大小直接显示出来，两个传感器在静止和运动的情况下对拉，可以说明这对拉力的大小相等，方向相反。是否可以通过传感器显示其他性质的作用力与反作用力，例如物体间的摩擦力，磁铁间的相互作用力，从而使学生更加信服？3.牛顿第三定律的应用与现实生活的联系非常紧密，学生学起来也非常感兴趣。如何开发高中物理知识与现实生活的联系，是一个值得研究的课题。4.本节课利用了百度搜索引擎搜索到的视频，对教学起到了很好的辅助作用。怎样在教学中更好地发挥百度搜索引擎的作用，是个很有价值的研究课题。参考资料1.胡炳元：物理课程与教学论，浙江教育出版社2003年版，第62105页2.赵继柏、孙杰：高中优秀教案物理必修1，南方出版社xx年版，第210217页3.姚跃涌：高中新课程物理优秀教学设计与案例，广东高等教育出版社xx年版，第146页，第143150页