对牛顿第三定律的探究

苏立敏河北省泊头市第一中学

对牛顿第三定律的探究

苏立敏
河北省泊头市第一中学

牛顿的三个定律是经典力学的基础,也是整个力学的核心内容。牛顿第一、二定律的研究对象是单个的受力物体,只能解决一个物体的受力与运动之间的关系。而自然界中的物体都是相互联系、相互影响、相互作用的。反映物体间相互作用规律的“牛顿第三定律”,是把一个物体受到的力与其它物体受到的力联系起来的桥梁,它独立地反映了力学规律的另一侧面。因此它是对牛顿第一、二定律最有效的补充,学好这部分知识是学生能正确对物体进行受力分析的基础。对此，本人就此经典力学基础，做了一个探究性教学设计，目的在于激发学生关心和重视生活中的物理，勇于探索、敢于创新,培养学生实事求是的科学态度和严格的科学方法；激发学生的求知欲、创造欲和主体意识,培养创造能力，从而锻炼学生的观察能力、分析实验现象的能力、逻辑思维能力、语言表达能力，让学生全面掌握牛顿第三定律的本质。

一、教学设计思路

牛顿运动定律是经典力学的基础，是整个高中物理学习所必须掌握的重要内容，是整个力学的核心。牛顿第三定律揭示了自然界物体之间的联系性和相互性，是我们以后学习动量守恒定律等知识的基础，所以掌握牛顿第三定律尤为重要。

本节教学是在学生生活经验和原有知识经验的基础上展开的，在教学中抓住学生潜意识中的问题，利用实验探究逐层深入解决。通过本课题的学习，加深学生对牛顿第三定律的理解，引导学生有意识地利用该定律解释有关实际问题，培养学生分析归纳能力和尊重事实的科学态度。

二、学习任务分析

本节课要让学生通过实验体验探究、通过思考归纳总结，明确作用力和反作用力之间的关系，从而理解牛顿第三定律的内容，并能够用来解决有关的实际问题。

三、学情分析

学生对力的概念有一定的理解，对常见的三种性质力重力、弹力和摩擦力有一定的认识，能对物体进行基本的受力分析，也知道两个物体间存在相互作用力，为本课的学习做好了知识方面的准备。学生具备了一定的分析问题、解决问题能力，为本课的学习做好了能力方面的准备。学生具有一定的研究性学习和协作学习的能力和意识，具有一定的科学探究的思想，为本课的学习做好了思想意识上的准备。学生对两个物体间相互作用力的关系不是很了解，更没有系统的概念，尤其对变速运动中作用力与反作用力等大的认识被生活经验掩盖了，所以，突破学生对作用力与反作用力等大的认识是关键。

四、教学重点

（1）作用力与反作用力共存、等大的理解和应用；

（2）作用力与反作用力不能抵消观点的认识。

教学难点：在实际生活情境中体会作用力与反作用力等大的规律。

五、三维教学目标

1.知识与技能。

（1）知道力的作用是相互的，理解作用力与反作用力的概念；

（2）会在具体问题中确定一对作用力和反作用力；

（3）理解牛顿第三定律的确切含义，能用它分析解决简单的问题。

2.过程与方法。

（1）学生通过观察分析生活中相互作用的现象，思考归纳力的相互作用的规律；

（2）学生通过实验，探究力的相互作用的大小关系。

3.情感态度与价值观。

（1）学生经历实验观察、讨论探究等学习活动，激发探索的兴趣，培养尊重客观事实的科学态度和团结协作的精神；

（2）学生通过知识在实际生活的应用，培养透过现象看本质、溯本求源的意识。

六、教学过程

第一环节：强化作用力与反作用力共存的认识，强化作用力与反作用力性质相同、方向相反的认识课前发给每位同学一只气球，请同学们开动脑筋想一想“利用你手中的气球可以做什么”？尝试各种方式方法实践你的设想，并且利用所学习的科学知识加以解释。看谁的设计最有创意。这节课交流一下，利用手中的气球可以做什么呢？给学生时间一个一个说清楚。对每一种设想，教师都强调说清谁是作用力？谁是反作用力？它们的方向如何？是什么性质的力。在学生的潜意识里，并不关注反作用力的存在，也有学生不会分析反作用力。设计这些交流

的意图是强化学生对反作用力存在的认识，深化学生对作用与反作用共存的认识、方向相反及性质相同的认识。

【体验探究1、2】、示范画示意图、学生画示意图，设计意图还是在强化作用力与反作用力关系中性质与方向的认识。通过交流分享，同学间互相取长补短。

第二环节：学生体验探究作用力与反作用力大小的关系

【体验探究3】是想让学生通过实验认可作用力与反作用力是等大的。但学生的生活经验让他们对变速运动中作用力与反作用力等大的认识又模糊了。如果问学生马为什么能拉车向前跑，学生的回答往往是马的拉力大；拔河、掰腕子谁会赢？学生的回答是谁劲大谁赢，但拉力比什么力大？劲比什么大却分不清楚。

通过【体验探究4】引导学生走出误区。磁铁拉钩码的实验，意图是使学生讨论后达成共识：一个物体的状态如何改变，取决于它的受力，物体间的作用力与反作用力总是大小相等。用弹簧秤拉绑有弹簧秤的木块的实验，意图是使学生体会并认可：无论物体是静止、匀速还是变速运动时，作用力与反作用力总是大小相等的。作用力和作用力可以同时变化，在变化过程中保持大小相等。

这些工作都是为了让学生体会研究物理问题的方法，最后能够清楚的掌握，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，又可引发出一些学生的另一个问题，作用力与反作用力能否抵消。从概念上讲“物体之间的作用力与反作用力”说明两个力作用在不同物体，不能抵消；从力的作用效果上讲，每个力各自产生自己的作用效果，互不抵消。

第三环节：总结比较【交流分享3、4、5】设计意图是希望通过比较学生能更好的理解牛顿第三定律的内涵

本节课力图从学生潜在的问题入手，通过体验探究、学生交流分享，归纳总结自己对牛顿第三定律的理解，并在每个环节的问题中加以应用。