實驗與游戲齊飛 探索與創新并重

[教材內容分析內容與地位]

在《普通高中物理課程標準》共同必修模塊物理1中，涉及本節內容要求如下：理解牛頓第三定律，用牛頓運動定律解釋生活中的有關問題。牛頓第一、第二定律只解決了單體運動規律的問題，但是自然界的物體是相互聯系、相互作用的。一個物體在受力的同時也會施力，不討論物體間的相互作用就不能全面地認識物體的運動規律，也就無法解決實踐中的許多問題。

[新課導入]

師：像小鳥一樣自由飛翔是許多人從小的夢想，老師這還真有一位能在水上飛的人，大家一起來看水上飛人的精彩表演。請看視頻：

生：欣賞視頻。

師：飛人靠什么力量飛起來的呢？你能對人作簡單的受力分析嗎？

生：重力、水柱噴出時向上的反沖力。

師：很好，水柱被噴出的同時對人產生了反沖力。

[新課教學]

一、作用力和反作用力

教師引導：大家能找出我們身邊的相互作用力嗎？

學生分組討論并選代表發言。

二、牛頓第三定律

1.猜想

老師引導：要較為全面的認識某種力，它的三要素我們都要認識清楚，一對相互作用力之間大小和方向又有什么關系呢？用你桌上的橡皮筋感受一下并作出你的猜想。

學生代表猜想：大小相等，方向相反。

進一步引導：大家能通過實驗來驗證你的猜想嗎？

2.制定實驗方案

老師提示：什么儀器可以直接測量力的大小？

學生討論、交流并制定實驗方案:用兩個彈簧秤互相拉。

老師:那你們組有幾把彈簧秤呢？

生：一把。

師：那該怎么辦呢？（眼睛掃視其它組的彈簧秤）

生：兩組合作。

引導學生分析:實驗前要對彈簧秤調零，拉彈簧秤時要注意彈簧與鉤子在一條直線上，注意不要超過彈性限度，讀數之前先看量程。

3.實驗驗證（教師到各組指導實驗）

可以看出，兩個彈簧秤的示數是相等的；改變手拉彈簧的力，彈簧秤的示數也隨著改變，但兩個示數總相等。

這說明作用力和反作用力大小總是相等的，且總是同時產生，同時變化，同時消失的。

師：點評同學們實驗設計。

4.分析與論證

問：作用力與反作用力方向相反，是否作用在同一條直線上呢？若我改變作用力的方向那反作用力方向還會在同一條直線上嗎？

老師介紹兩小磁針驗證力的方向。

老師：老師這有一套靈敏度和精確度都更高的力傳感器，讓一學生先嘗試輕拉每個力傳感器然后對拉，讓學生分析現象。

老師啟發：靜態情況下一對相互作用力的大小相等，如果在運動中，物體間的相互作用力還是這樣的關系嗎？

學生配合老師做軌道上兩小車加速運動時觀察兩力傳感器顯示圖象的變化。

老師總結：可見一對相互作用力之間的關系與物體的運動狀態無關。

5.牛頓第三定律內容

老師補充：“總是”意味著任何情況下牛頓第三定律都成立，與物體所處的的地理位置、運動狀態等都無關；

6.牛頓第三定律的應用

老師：牛頓第三定律不光在生活中有重要的用途，在軍事上、科技上等方面都有廣泛的用途。學生觀賞視頻。

7.拔河游戲

老師引導：牛頓第三定律告訴我們，一對相互作用力總是大小相等，方向相反。拔河比賽中，為什么總有一方輸呢？拔河比賽，到底在比什么？

讓學生先猜想。

老師：下面我們做個小游戲，來兩場拔河比賽。

(1)甲、乙同時拉，甲勝。

(2)甲踩劃板，甲、乙同時拉，乙勝。

老師引導：怎么力氣大的甲同學踩上劃板就會輸了？拔河比賽到底比什么？

老師引導學生分析、討論并總結：二者受到的拉力大小相等，比的是地面給鞋的最大靜摩擦力。(教師在黑板上作受力圖)

老師啟發：為了獲勝，如何增大最大靜摩擦力呢？

學生：穿上釘鞋、挑體重的同學等等。

老師引導：剛才我們分析拔河比賽的過程中涉及到一對相互作用力和一對平衡力，它們極其相似，在具體的問題中怎樣區分它們呢？我們以天花板下的電燈為例來分析。

三、請學生先小結：通過本節課的學習，你有哪些收獲？之后我出示自己寫的作用力與反作用力之歌的內容

你大我也大，等值同變化;

你東我向西，共線不同體；

異體但同性，和諧共命運。

力的作用是相互的，人與人之間的關系又何嘗不是如此，我們在尊重、理解、善待別人的同時，也將得到別人的尊重、理解和善待。共建和諧社會，我們一起努力！

教學體會

學生一起來看水上飛人的精彩視頻表演，新課的引入便由此開始，可謂是開門見山。在教學過程中，我注重情景創設，通過演示和播放兩段視頻、以及學生的隨堂分組小實驗的探究到最后的應用DIS實驗系統的演示，把本節課的難點：作用力和反作用力“總是”相等，通過計算機顯示的圖像對比分明，使學生印象鮮明、深刻。問題解惑和思維碰撞是層層深入，環環相扣，且過渡自然，較好地激發了學生的積極性，課堂氣氛活躍，師生關系融洽。

拔河游戲，這是一個很精彩的游戲，有趣、而又能說明問題。針對拔河比賽是力氣的較量的誤解，通過表演給學生一個震撼的結果，讓學生通過討論與交流自己尋找合理解釋的理由。從而提高學生運用牛頓第三定律解決和分析實際問題的能力。對拔河游戲的深入分析，勢必涉及到反作用力和平衡力的問題，正好為講第三個主題進行鋪墊，由此引入“作用力和平衡力的區別”。

教師始終能面向全體學生，把以學生為本的理念落實在教學的整個過程中，充分顯示了教師具有熟練運用現代教育技術的能力和較強的駕馭課堂、組織教學的能力。提出牛頓第三定律在現代科學技術中仍然具有重要的價值，以此來激發學生的學習熱情等，使“情感態度與價值觀”的目標更加明確和具體。實驗與游戲齊飛，創新與探索并重！不足之處：在有一個學生回答問題時，提出了空氣阻力的問題，我認為這是本節課最好的“生成”時候，但我只是一帶而過，失去了一次讓課堂升華的良機。瑕不掩瑜，這堂課不失為一堂非常成功的物理課。

（作者單位：江西省贛州一中）