牛頓第三定律教學設計 講課案例

2022-12-21 14:21:02 字數 5792 閱讀 3387

《牛頓第三定律》**式教學設計

一、教學任務分析

牛頓三大定律是乙個有機的整體,牛頓第一定律和牛頓第二定律解決了單個物體的運動和力之間的關係,但自然界的物體是相互聯絡、相互影響、相互作用的,乙個物體在受到其他物體作用的同時也會對其他物體有作用,牛頓第三定律就是研究物體之間的相互作用的關係的。只有充分地研究物體之間的相互作用,才能比較全面的認識物體的運動規律。

《普通高中物理課程標準(實驗)》中,在「相互作用與運動規律」二級主題下對本部分內容要求是「理解牛頓運動定律,用牛頓運動定律解釋生活中的有關問題。」在人民教育出版社普通高中課程標準實驗教科書物理必修1中,本節內容安排在第四章「牛頓運動定律」的第五節,前面是靜力學、運動學的內容、牛頓第一定律、第二定律,後面是牛頓運動定律的應用,因此本節內容起到承上啟下的作用。通過作用力與反作用力總是共生共滅、大小相等、方向相反等性質的學習,其獨特育人價值在於通過對第三定律的學習,能夠啟發學生客觀、辨證地評價周圍的事物,並培養學生的團隊合作精神。

【教學設計說明】教學任務分析首先從物理學的知識體系入手看牛頓第三定律的地位,然後看物理課程標準對牛頓第三定律的教學要求,最後從教材體系安排分析強調教材的基礎性地位和主幹性作用,有利於全面準確的理解和真正弄清楚牛頓第三定律的意義、教材編寫意圖,把握教材的精髓和難點,把教材內化為自己的東西,在源於教材的基礎上超越教材(如本節教學

1難點的確定),這是課堂中催生和捕捉有價值的生成的前提。

二、學情分析

學生在學習牛頓第三定律之前,已經學過幾個具體的力、力是物體間的相互作用;學會了對物體的受力分析,掌握了物體的運動規律,在本章的前面幾節又剛剛學過牛頓第

一、第二定律,這是學習牛頓第三定律的基礎。但是學生對物體間的作用是相互的理解不夠深刻,不明確提出作用力與反作用力概念的意義,而且受日常生活經驗的影響,在學習過程中,往往形成一些錯誤認識,比如:在分析拔河比賽時,想當然的認為:

勝方之所以會勝是由於施加給另一方的力大於另一方施加給自己的力,也就是混淆了物體間的相互作用力和平衡力。如果不創設便於學生感受和理解的情境,學生經過努力的記憶,可以背誦牛頓第三定律的表述,但是並不能轉變學生已有的錯誤認識,理解不透徹,用來解決實際問題時仍然出現錯誤。

牛頓當年也是經過大量的實驗和前人的總結才得出「牛頓第三定律」,因此,教學中應該採取分組進行實驗**的方法,既可以增強學生的學習興趣,又可以轉變學生「作用力反作用力與一對平衡力」混淆在一起形成的錯誤認識,還可以培養學生解決實際問題的能力。

三、教學目標

1.知識與技能

(1)知道作用力和反作用力的概念及其關係。(2)理解牛頓第三定律。

(3)能正確區分「一對平衡力」和「一對作用力、反作用力」。2.過程與方法

(1)在用彈簧測力計**作用力與反作用力的關係的過程中,培養獨立思考能力和實驗能力。

2(2)在應用牛頓第三定律分析解釋物理現象的過程中,樹立應用所學知識解決實際問題的意識。

3.情感、態度與價值觀

在**和應用牛頓第三定律的過程中,體會對立統一的思想。四、教學重點和難點重點:牛頓第三定律。

難點:作用力、反作用力與平衡力的區別。五、教學方法

教學方法:實驗法(演示實驗、學生分組實驗),討論法,實驗**等。六、教學器材

ppt演示文稿,帶發條的玩具車,紙板,條形磁鐵兩塊,小車兩個,分組實驗用的彈簧測力計每人乙個,自製小火箭(氣球、支架臺、吸管等),旱冰鞋,力感測器元件、資料採集器及配套計算機裝置等。

七、教學過程

(一)通過生活例項,感受作用力與反作用力

【事件1】教師總結前面學習的牛頓第一定律、牛頓第二定律解決了單個物體的運動和力之間的關係,並引導學生回憶力的定義,即「力是物體對物體的作用」,提出今天要學習的牛頓第三定律就是研究物體之間相互作用遵循的規律。

【教學設計說明】根據建構主義理論,學生已有知識是進行新知識意義建構的基礎,通過與前面的知識相聯絡,可以讓學生更好的進入下面的新課教學。

3【事件2】教師展示自製「小火箭」、兩個氣球相互擠壓等生活例項,然後**展示。

給學生看一段小動畫,乙個人在小船上推另乙隻船,發現兩隻船同時向後退。

提出問題:氣球的動力**是什麼?為什麼最後會落下來?兩個氣球為什麼同時發生形變?兩隻船為什麼同時後退?這些物體間的作用力有何共同特點?

學生先獨立思考,然後回答問題。比較容易得出這些物體之間的力是相互的,而且相互依存,同時產生、同時消失。

教師提議給回答較好的同學鼓掌。常言道:「乙個巴掌拍不響」,那麼請大家比賽拍巴掌,看誰拍得最響,然後請拍得最響的同學談感受,兩個巴掌都拍疼了,變紅了,這說明什麼?

通過分析拍巴掌後會疼,巴掌都變紅了,說明兩手間存在作用力,並且是相互的。

教師提示拍巴掌有兩種方式:兩個巴掌一起拍,或者乙個巴掌拍向另乙個。效果是一樣的。

【教學設計說明】從例項引人,給人以啟迪,讓學生在「生活情境」中學習物理。同時,此處的兩種不同的拍掌方式感受作用力與反作用力,為後面用彈簧測力計進行學生**實驗奠定基礎。

4【事件3】教師提出:以上我們研究的都是相互接觸的兩個物體,那麼對不接觸的物體間的作用也是相互的嗎?

【演示實驗1】

在兩輛小車上各固定磁鐵,讓它們彼此接近但不直接接觸,兩手同時放開,可看到,如果是同極會相互排斥向相反方向運動,如果是異極會相互吸引靠攏到一起。

【教學設計說明】此處的設計是為了消除部分同學存在的錯誤認識,即認為相互接觸的物體間的作用力是相互的,不接觸的物體間的作用力可能不適用。

【事件4】鑑於生活中有些力的作用效果不易觀察,設計玩具車演示實驗。首先提出問題:汽車在地面上運動需要地面給它力的作用,那麼汽車對地面有作用力嗎?

我們並沒有看到地面向反方向運動啊?

【演示實驗2】:把紙板放在併排的玻璃圓管上,然後把玩具小車上緊發條,釋放發條後放在紙板上,問:當手離開小車時發生什麼現象?

說明什麼問題?學生通過觀察實驗,討論得出汽車與地面之間的作用力也是相互的。

利用學生強烈的好奇心和求知慾,教師可以乘勝追擊地問:「以上各個實驗說明什麼結論?」可引導學生得出「兩個物體之間的作用總是相互的」教師立即給出「作用力與反作用力」的概念。

對學生的正確回答給予一定鼓勵,由學習的直接興趣公升級為間接興趣、轉化為學科情感,使學生的無意注意同時轉化為有意注意。

5【教學設計說明】教師要寓學法指導於教學中,做到「授人以漁」,即教給學生學習的方法、培養其能力才是物理教學的落腳點。通過分析各種情況下的物體相互作用,讓學生養成認真細緻,勤於思考,積極動腦的學習習慣。

(二)學生實驗,**作用力與反作用力的關係

【事件5】分析上面磁鐵小車的運動,從力的性質、同時性、作用物體等方面,**作用力與反作用力的定性關係。

師生共同討論,得出作用力與反作用力性質相同、具有同時性、作用在兩個不同的物體上。

提出問題:既然物體之間力的作用是相互的,那麼我們很容易想到另乙個問題:相互作用力的大小有什麼關係?(本節課的核心問題)你能根據生活中的哪些現象猜想出什麼結論?

【事件6】學生可能舉出的例子與想到的問題:拔河比賽時,勝方之所以會勝可能是由於施加給另一方的拉力大於另一方施加給自己的力?雞蛋碰石頭與石頭碰雞蛋,為什麼受傷的總是雞蛋?

我們可以通過實驗來**一下。

【教學設計說明】此處的設計沒有在學生學習了作用力與反作用力後,直接**它們之間的關係,而是提出拔河比賽中的例子,設定懸念,產生疑惑,這個疑惑為後面的拔河體驗活動埋下伏筆,激發學生**的慾望。很明顯,學生從後面實驗得出的結論是兩個拉力大小相等,

6【事件7】利用每位同學手上的彈簧測力計,設計乙個**物體間的作用力與反作用力的關係的方案。教師在學生思考的基礎上通過提問可了解學生的實驗設計並作出指導。

【學生實驗】

(1)受前面鼓掌方式的啟發,學生設計實驗的方式也可能有多種:兩個彈簧測力計對拉;乙個手握住彈簧測力計不動,拉另乙個;將乙個彈簧測力計固定在鐵架台上,用手持另乙個彈簧測力計拉等。可由學生分組合作完成,有的同學操作,有的同學觀察彈簧測力計示數。

(2)拉力改變時,觀察彈簧測力計示數。

通過分析實驗資料,總結出作用力與反作用力大小基本相同,方向相反,且在一條直線上,作用在不同的物體上。

(三)力感測器精確測量實驗

【事件8】教師分析上面的實驗在物體處於運動狀態或者受到變力時不易測量,同時指出科技的發展使得我們的實驗手段也有了大幅提高,然後介紹基於力感測器的dis lab數位化實驗裝置。

師生合作完成演示實驗,實驗分兩種情況:靜止時和運動時。得到實驗資料,並分析資料曲線。提出如下問題:

1.曲線反映了作用力和反作用力的大小有什麼關係?2.曲線反映了作用力和反作用力的方向有什麼關係?

結合前面的例項分析歸納得出作用力與反作用力的「四同三異」,「四同」即等大、共線、同時、同性;「三異」即反向、異物、作用效果不能相互抵消。

7【教學設計說明】牛頓依據力的三要素,從針對力和運動的角度總結出的牛頓第三定律涉及等大、反向、共線3方面,但是為更好的理解作用力與反作用力,教師應該引導學生分析的較為全面,並可為後面與平衡力的對比打下基礎。

(四)牛頓第三定律

【事件9】教師指出上面的**結論早在三百多年前就由牛頓提出,即牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。

公式:f=-f′(負號表示方向相反)(五)相互作用力與平衡力的比較

【事件10】教師提出問題:牛頓第三定律指出作用力與反作用力大小相等,那前面我們提到的拔河比賽為什麼會有輸贏呢?由此引出另乙個學生小實驗。

【學生體驗活動】

1.讓力氣大的同學與力氣小的同學進行拔河比賽

讓學生展開想象的翅膀進行猜想:如何讓力氣大的同學輸呢?

【教學設計說明】猜想是發展學生創新思維的有效辦法之一,就如牛頓所說:「沒有大膽的推測就不可能有偉大的發現」。

2.讓力氣大的同學穿上旱冰鞋重新拔河,通過這個實驗起到對比強調的作用。

從實驗中引導學生,不管哪位同學贏,兩位同學的拉力大小都是相等的。

8通過上面的體驗活動,學生找到了拔河比賽中的輸贏在於地面的摩擦力。與事件6遙相呼應,由此,教師不失時機的提出平衡力與相互作用力的比較。

【教學設計說明】通過生動、有趣、神秘的實驗,糾正了學生錯誤的前概念,不但能穩住興趣,還能喚起學生對自然奧秘的求知慾,使課堂情境優化設計。

【事件11】作用力與反作用力和一對平衡力有什麼異同點。引導學生歸納、討論、總結異同點。如下表:名稱

平衡力專案

共同點大小相等、方向相反、作用在同一直線上

相互作用的兩個物體

相互作用力

作用物件同一物體力的變化

沒有必然的對應關同時產生、同時消失、同時不同點

系可以是不同性質的

力的性質

力變化同一性質的力

方法結合起來,這不但有助於興趣和能力的提高,也有助於形成唯物主義世界觀和辨證的認識論。

(六)實際應用

【例項1】神州六號發射。【例項2】人走路。【例項3】直公升飛機。

9作用效果可以抵消,合力為零不可抵消,不可求合力

【教學設計說明】再次培養語言概括能力,將觀察實驗與科學理論思維

神舟六號發射人走路直公升飛機【教學設計說明】通過展示生活中有關牛頓第三定律應用的例項,解釋其中原理,讓學生體會物理知識對生產、生活的巨大影響;調動學生參與科技活動的熱情,增強學生將物理知識應用於生活和生產實踐的意識,促使學生勇於**與日常生活有關的物理學問題。

(七)課堂小結

1.物體之間的作用是相互的。「作用力與反作用力」是相對而言的,其中乙個是作用力,另乙個力就是反作用力。

2.作用力與反作用力的關係:「四同三異」。

3.作用力與反作用力和平衡力的異同點。牛頓三定律反映了物體間相互作用的聯絡。

(八)布置作業

1.完成課本p88頁「問題與練習」2、4;

2.雞蛋碰石頭,為什麼雞蛋碎了而石頭沒事?八、板書設計

10九、總結

本節課注重知識的獲取過程,從學生身邊的物體間相互作用引入新課,使學生親身體會作用力和反作用力的關係。在**作用力和反作用力的關係時,從定性研究到定量研究,循序漸進,使學生經歷物理規律的發現過程,掌握**的一般方法,培養科學思維習慣。最後回到實際應用中,使學生體會牛頓第三定律在生產和生活中的應用。11

牛頓第三定律教學反思

牛頓第一定律和牛頓第二定律解決的是單個物體在不同的力學情況所遵循的規律問題,但是自然界是物質的,不同的物體之間是相互聯絡 相互影響 相互作用的,只有充分地研究物體間的相互作用,才能比較全面地認識物體的運動規律,牛頓三定律才能比較全面地反映機械運動規律。然而學生在應用的過程當中,尤其是面臨實際生活中的...

母題牛頓第三定律

解法歸納 相互作用的兩個物體之間作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。作用力和反作用力的作用時間一定相同,分別作用在相互作用的兩個物體上。典例17 2011浙江理綜卷 如圖所示,甲 已兩人在冰面上 拔河 兩人中間位置處有一分界線,約定先使對方過分界線者為贏。若繩子質量不計,冰面可...

牛頓第三定律說課稿

一 教材分析 牛頓第三定律作為牛頓三大定律其中的乙個獨立定律,是中學物理的重點章節之一。它以學生在初中和高中前三章學習過的 力和運動 以及牛頓第 一 第二定律為基礎,也是繼續學習動力學其他知識的基礎,在基礎知識學習上起到承前啟後的作用,而且牛頓第三定律在日常生活 社會生產 科學技術等方面應用極其廣泛...