《牛頓第三定律》教學設計

摘要：本文從生活實例出發，引出作用力與反作用力。再分組實驗，讓學生自主探究作用力與反作用力的關系，加深理解，然后教師用力傳感器演示運動狀態下作用力與反作用力大小的關系（考慮到有的學校沒有力傳感器實驗儀器，在運動的小車上固定兩個彈簧對拉），得出牛頓第三定律，并引導學生得出作用力與反作用力的同時性和力的性質相同。最后分析牛頓第三定的應用和意義。

關鍵詞：作用力與反作用力 牛頓第三定律

【教學目標】

（1）體驗力的作用是相互的。

（2）理解掌握牛頓第三定律，并能用它解釋生活中的有關問題。

【教學重點】

（1）探究作用力與反作用的關系

（2）理解牛頓第三定律并會分析實際問題

【教學難點】

掌握牛頓第三定律并用它分析實際問題

【教學器材】

每組學生：彈簧測力計（4個）、細繩套的橡皮筋（2個）、小磁針（兩個）、條形磁鐵2根

教師器材：小車2個，彈簧測力計2個，力學傳感器一套

【教學設計】

引入：（1）請一個同學上臺，身體前傾，雙手伸直放在桌子邊沿，雙腳著地，人趴在桌子上面。

教師：請問怎樣才能使你自己直立起來？

學生：用力推桌子

教師總結：人推桌子，桌子推人，人就可以直立起來。說明力的作用是相互的

總結：在這里我們就把人和桌子間相互存在的一對力，叫做作用力和反作用力（板書），如果人受到桌子的力叫做作用力，則桌子給人的力叫做反作用力。作用力和反作用力在我們的生活中是廣泛存在的。

（2）引導學生回顧生活中有關作用力和反作用力的其他實例。學生列舉生活中的一些實例，如鼓掌左手拍右手，異名磁極相互吸引等

新課：（一）作用力和反作用力有何關系？請大家從力的三要素大小，方向，作用點去探究

1、探究作用力和反作用力大小關系（學生探究）

實驗1.將A和B兩個彈簧秤的掛鉤水平掛在一起，然后對拉。拉到一定的狀態，保持靜止不動。改變拉力，保持靜止不動，再次記錄兩彈簧讀數。

現象：大部分同學的彈簧秤時數相等，小部分學生的甲乙彈簧秤示數不同。

分析原因：示數不同的在實驗前沒有把彈簧秤調零。

結論：在誤差允許范圍內，作用力和反作用力大小相等

2、探究作用力和反作用力方向關系（學生探究）

實驗2：把兩個條形磁體固定在小車上，兩小車擺在同一直線上，異名磁極相對。再同名磁極相對。

現象：異名磁極放置時，兩小車相互吸引，相向運動；同名磁極放置時，兩小車相互排斥，朝相反方向運動

結論：作用力和反作用力方向相反

實驗3：把甲小磁針擺在桌面上靜止不動，乙小磁針放在附近，（兩個小磁針靠近但不接觸），撥動乙小磁針，總是異名磁極相對，以甲為中心，讓乙小磁針緩慢圍繞甲轉動

現象：兩個小磁針總是異名磁極相對，兩個小磁針總在同一直線上。

實驗4：甲橡皮筋一端掛在鐵架臺上，另一端通過細繩套與乙橡皮筋某一端相掛，乙橡皮筋另一端用手抓住.用力將兩橡皮筋拉直.觀察兩橡皮筋的方向。多次改變拉力方向，重復以上實驗。

現象：無論如何改變方向，兩橡皮筋和細繩套總在同一直線上

實驗3和4結論：作用力和反作用力總是在同一直線上

教師：兩個彈簧測力計對拉靜止時候發現讀數相等，當物體運動時，作用力和反作用是否還相等呢？

教師演示實驗：將A力學傳感器固定在一個長方體物體上，另一個B力學傳感器拉著A運動，觀察在電腦上顯示的作用力與反作用力的圖案。

現象：發現無論加速或減速或勻速，作用力與反作用力總是大小相等，方向相反。

如果沒有力學傳感器，可以在兩個小車上都固定一個彈簧測力計），將兩小車先拉開一定距離，再松手，對小車運動進行攝影，用暴風影音進行播放。按一下暫停，在按鍵盤上的左右方向鍵一幀一幀進行播放，觀察兩彈簧讀數是否相等。（根據實際情況可以在小車上增加其他物體，使松手后小車較慢運動，攝影更清晰一些）

現象：在誤差允許范圍內，兩彈簧讀數相同

結論：無論運動狀態如何，作用力與反作用力總是大小相等，方向相反。

3、探究作用力和反作用力作用點關系

經分析易知，作用力和反作用力分別作用在兩個物體上

（二）牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。

牛頓第三定律數學表達式： （負號表示反作用力 與作用力F的方相反）

理解：1、“總是”是強調對于任何物體，任何情況下均成立，而不論物體的運動狀態。

2、作用力與反作用力總是同時產生、變化及消失。

3、雖然兩者大小相等、方向相反，但分別作用在兩個物體上，效果不能抵消。

觀察兩個力學傳感器的圖像，發現作用力與反作用力同時產生，同時消失，同時變化。

引導學生，總結出作用與反作用力的同時性

根據前面的幾個實驗，兩個彈簧對拉，作用力與反作用力都是彈力，異名磁極相互吸引，作用力與反作用力都是磁力。總結出作用力與反作用力力的性質相同。

（三）應用：列舉生活中一些常見的跟牛頓第三定律有關的實例。展示人用漿劃船圖片，播放我國火箭發射視頻，讓學生分析作用力與反作用力

人用漿劃船，漿向后劃，水給漿一個向前的力。火箭發射向后噴氣，氣體對火箭有力的作用。

牛頓第三定律意義：牛頓第一定律和第二定律告訴我們一個物體在受力或不受力時的運動情況。

牛頓第三定律指出作用力與反作用力的關系，它是把物體受到的力與其他物體受到的力聯系起來的橋梁。有了它就會把受力分析的對象從一個物體擴展到多個物體。對研究多物體間力和運動的關系有重要，也是后面碰撞問題研究的基礎。牛頓的三大運動定律構成了物理學和工程學的基礎，為物理科學的建立提供了基本定理。三大定律的推出、地球引力的發現和微積分的創立使得牛頓成為過去一千年中最杰出的科學巨人。朗讀蒲柏（英國詩人）寫的詩歌和牛頓自己的名言。

【作業布置】

教材課后練習 2，3題

基金項目：湖南省教育科學規劃十三·五課題《普通高中物理網絡優質空間課堂建設的研究》（XJK016BZXX014）

作者簡介：

伍艷（1984—），女，湖南新化人，中學一級教師，主要從事中學物理教學研究。