《牛顿第三定律》教学设计

山西省太原市实验中学 武桂欢

一、设计理念

结合伟大大的物理学家伽利略对自由落体运动的研究过程，我们可以将自然科学的思维方法划分为：观察现象，提出问题，逻辑推理，实验验证，对猜想进行修证（补充），推广应用。

基于此，本课我将采用“情境引入—概念提出—问题探究—学以致用—拓展延伸”五环节教学法。即通过事实分析提炼模型，模型分析提出问题，实验探究得出规律，规律应用解决问题。这样符合“物理源于生活并用于生活”的课标要求。并且整个过程也呈现了物理建模的思想：从生活实际（视频）入手，提炼模型（作用力与反作用力），模型分析（实验探究），得出规律（牛顿第三定律），回归生活（应用）。

二、教学目标

（一）知识与技能

⑴知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。

⑵理解牛顿第三定律，会运用牛顿第三定律解释生活中的有关现象。

⑶能够区分平衡力与相互作用力的异同点。

（二）过程与方法

⑴通过作用力与反作用力概念的学习，培养学生通过事实分析提炼模型的能力。

⑵经历探究作用力与反作用力关系的实验过程，体会相互作用力大小、方向的关系。

⑶应用牛顿第三定律分析物理现象，培养学生分析解决实际问题的能力。

（三）情感态度价值观

⑴培养学生独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度。

⑵培养学生团结协作的科学精神，感受物理学科研究的方法和意义。

三、教学重难点

教学重点：掌握牛顿第三定律，并用它分析实际问题。

教学难点：区分平衡力和相互作用力的异同点。

四、主要教学过程设计

（一）情境引入

1.播放卖拐小品视频片段，针对视频提问

（1）为什么火箭向后喷气却会向前运动呢？

（2）这说明了什么问题？

以小品视频引入，激发了学生的好奇心和求知欲，为课堂教学创造情境。

2.设计小组实验，学生动手亲身体验，充分感受力的作用是相互的。

情景一：学生小组实验，观察磁铁之间的相互作用。

情景二：“一个巴掌拍不响”小游戏。

情景三：分析火箭的起飞。

（二）提炼概念模型

引导学生总结分析三个情景，并得出结论：两个物体之间的作用总是相互的，从而引出作用力和反作用力的概念。

（三）模型分析，提炼问题

问题：作用力与反作用力的关系是怎么样的？

结合前面的情景引导学生分析实验，得出作用力与反作用力的定性的关系，并对其定量关系进行猜想。

（四）设计实验，探究问题

1.问题引导学生设计实验：研究力从哪里入手？（大小、方向、作用点）

2.教师引导学生进行实验，学生根据任务小组合作进行实验，并完成学案对应部分。

引导问题：

（1）两个测力计的指针谁先移动？

（2）A的示数变化（增大、减小）时B的示数如何变化？

（3）它们大小呈现什么规律？

（4）转动A，B怎么动？

（5）总结它们方向的规律。

（6）这两个力的作用点相同吗？

3.实验后，小组派代表交流实验过程、遇到的困难及解决办法，并回答上面问题。最后由老师进行相应的点评。

4.总结初步结论

根据实验总结作用力与反作用力的定量关系：

大小：相等；

方向：相反，且在同一直线上

作用点：两个物体上

即：两个物体间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

5.对结论普适应的验证

（1）提问：前面实验是在保持弹簧秤静止得出的作用力与反作用力的关系，这个结论是否所用于运动的两物体间？

（2）设计实验。（运动的弹簧测力计很难读出示数，于是采用力传感器来进行实验）

（3）演示用传感器探究作用力与反作用力关系的的实验；

①介绍装置，并呈现静止时两力学传感器的相互作用力关系；

②两力学传感器一起经历启动和停止过程（加速，减速），观察其相互作用力的关系。

（4）修正结论：前面实验得出的初步结论不仅适用于静止物体间，运动的物体间同样适用。即需要在前面结论基础上加上了两字“总是”。

（五）分析实验，总结规律

根据实验，引导学生总结得出牛顿第三定律的内容：两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

（六）学以致用

运用牛顿第三定律分析生活中的有关现象：

1.以卵击石

设计问题：为什么鸡蛋碎了，石头没有碎？然后引导学生利用所学知识进行分析。

2.拔河（现场学生演示）

（1）实力悬殊的男女同学拔河比赛；（现场采访学生为什么女同学会输，学生很可能会根据生活经验回答男同学用到力比女同学大）

（2）让男同学踩着滑板再次和女同学拔河；

最后老师引导学生进行总结，决定拔河胜负的关键是摩擦力。

（七）拓展延伸

引导学生回顾与相互作用力相似的平衡力；组织学生小组讨论，归纳平衡力与相互作用力的 异同点，完成学案表格，并举例分析；最后小组派代表交流，老师进行点评。

（八）总结提高

引导学生总结归纳所学的知识，交流心得体会。并且让学生课后收集有关牛顿第三定律应用的事例，加以分析，以小组为单位整理，以小论文，手抄报，网页，演示文稿等方式提交。培养学生知识迁移的能力。

五、教学评价

1.在学生学过力的作用是相互的基础上，进一步延伸，以问题为主线，设计多个由易到难循序渐进的问题，激发学生主动参与、积极思考，产生强烈的求知欲望；

2.从生活入手最终回归到生活，符合物理课标的要求，物理来源于生活并用于生活；

3.符合物理建模的思想：从生活实际（视频）入手，提炼模型（作用力与反作用力），模型分析（实验探究），得出规律（牛顿第三定律），回归生活（应用）；

4.以探究性活动为主，静止物体间的作用利用弹簧测力计来探究，运动（加速减速）物体间的作用力和反作用力由传感器和计算机辅助实现。使学生对作用力和反作用力总是大小相等，方向相反有深刻的认识，逻辑性强；

5.通过解释生活中容易形成错误认识的现象，在学生感兴趣的基础上，达到学以致用的效果。