3.3牛顿第三定律 教案

3.3牛顿第三定律〖教材分析〗作用力和反作用力在初中已经学过一些定性的描述，但是它与平衡的区分联系还不是很清楚，平衡力是作用在同一个物体，我们平时的受力分析，都是分析同一个物体上的，所以平衡力用的是很多，作用和反作用力是在两个物体上，两者区分还是很明显的。牛顿第三定律更加把它独立出来，提升一个台阶。我们学习从实验出发，从生活实例出发，为后续的牛顿定律的学习奠定基础。〖教学目标与核心素养〗物理观念：知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。科学思维：通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。科学探究：通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。科学态度与责任：经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实，实事求是的科学态度。〖教学重点与难点〗重点：1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。3、区别平衡力与作用力和反作用力。难点：区别平衡力与作用力和反作用力。〖教学方法〗教师启发引导学生进行实验探究、归纳、总结法相结合。〖教学准备〗弹簧、磁铁、物块和多媒体课件。〖教学过程〗一、新课引入,通过多媒体课件动图展示：猴哥与红孩儿掰手腕。观察图我们看到他们的力不相上下，那么现实中是这样的吗？力的作用是相互的。相互作用的力其大小有什么关系？例如，大人跟小孩掰手腕，很容易就把小孩的手压在桌面上。那么，他们施加给对方的力，大小相等吗？教学设计说明：通过动画的掰手腕的情节吸引学生的注意力。二、新课教学（一）作用力和反作用力力是物体对物体的作用。只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体。刚才的掰手腕，左手对右手的力向右，右手对左手的力向左，左右手就是施力物体和受力物体。例如，如图用手拉弹簧，弹簧受到手的拉力F，同时弹簧发生形变，手也就受到弹簧的拉力F/。这里是弹簧和手之间的相互作用。又如图坐在椅子上用力推桌子，会感到桌子也在推我们，我们的身体要向后仰。这是身体与椅子之间的相互作用。我们常说，地面上及地球附近的物体受到地球的吸引（重力)。其实，地球也受到它们的吸引，地球和物体之间的作用也是相互的。如此等等，不胜枚举。通过多媒体课件动图展示：水中推船。向前推甲船，发现乙船也会向相反的方向运动的。力的的作用是相互的，甲船是施力物体同时也是受力物体，我们把这种现象叫做相互作用。观察和实验的结果表明，两个物体之间的作用总是相互的。当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。思考：手不拉弹簧时，弹簧还拉手吗？很明显手不拉弹簧以后弹簧也不再拉手。特点：作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。除了这个特点外还具有名称不一定的性质：我们可以把其中任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力。我们把手对弹簧的拉力叫做作用力，那么弹力就是反作用力，或者弹力叫做作用力，那么拉力就是反作用力了。,（二）牛顿第三定律通过多媒体课件动图展示：两虎相斗。观察动图，思考：作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系？这又是一个定量的问题，而定量的问题通常只靠观察和经验是解决不了的，它需要通过实验测量来回答。演示：用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系（阅读）探究作用力和反作用力的关系，要同时测量这两个力，你认为应该如何测量？我们可以通过图3.3-3所示的装置进行实验。把A、B两个弹簧测力计连接在一是，B的一端固定，用手拉测力计A。如图所示，可以看到两个测力计的指针同时移动。这是测力计A受到测力计B的拉力F、，测力计B受到A的拉力F。F与F、有什么关系？通过多媒体课件动图展示：实验。观察实验：从实验中可以发现，两个弹簧测力计的示数是相等的，方向相反。上面是通过弹力进行的实验，摩擦力满足上面的关系吗？如果是不相互接触的力呢？通过多媒体课件动图展示：摩擦力和磁力作用下的相互作用。实验观察也是可以得到同样的结论。结论：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。通过牛顿第三定律我们还可以得到作用力和反作用力的特点：①大小相等，相反，作用在同一直线上（等大、反向、共线）②分别作用在两个不同的物体上（异物）③同时产生、同时消失（同时）④二者的性质总是相同的（同性）在生活和生产中应用牛顿第三定律的例子是很多的通过多媒体课件动图展示：划龙舟和航母。,人在划船时，桨向后推水，水就向前推桨，将船向前推进。于此类似，轮船的螺旋桨旋转时也是向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进。汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间的摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。汽车受到的牵引力就是这样产生的。通过多媒体课件动图展示：悬空车轮和车轮陷泥里、越野车。若把驱动轮架空，不让它跟地面接触，这时车轮虽然转动，但车轮不推地面，地面也就不会产生向前推车的力，汽车就不会前进。陷在泥泞中的汽车，尽管车轮飞转，但是如果泥和车轮之间太滑，车轮得不到足够的摩擦力，车也是出不来的。许多越野车可以按需要分别由前轮或后轮驱动，必要时甚至可以四轮同时驱动，以便根据车轮与地面接触的不同情况来获得足够的动力。教学设计说明：通过汽车这个例子来剖析作用力与反作用力的现实应用，也能很好的与课本照应。为学生提供具体生动的感性材料，增强感性认识的同时，使得学生发生认知冲突，萌发探索、发现新知的欲望。（三）物体受力分析初步分析物体的受力，有两条思路：一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况。二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。我们现在学习从相互作用的角度来分析物体的受力。例如，一个物体静止在粗糙斜面上，我们按重力、弹力、摩擦力的顺序来分析。,①木块受到重力mg，方向竖直向下。②木块和斜面接触并相互挤压，木块受到垂直斜面向上的弹力FN。在力的分类那里我们讲过压力有很多种。③假设木块和斜面之间没有摩擦，木块就会向下滑动，由此可以判断，静止的木块相对斜面有向下滑动的趋势，所受的静摩擦力Ff是沿斜面向上的。为了更好的受力分析：首先明确分析哪个物体所受的力。以木块为对象，成为作用力，相对应的就是反作用力。列出表格。作用力反作用力重力mg（地球对木块的引力）木块对地球的引力弹力FN（斜面对木块的支持力）木块对斜面的压力静摩擦力Ff木块对斜面的静摩擦力由于们是对木块的受力情况进行分析，所以只是把六个力中木块所受的三个力画出来就行，所以明确分析哪个物体所受的力很重要。为此我总结处受力分析的一般规律。（1）确定研究对象（构建模型）（2）对这个物体进行受力分析，顺序：重力（mg）→弹力（FN）→其它→摩擦力(Ff)，一重二弹三其它，最后才是摩擦，那为什么摩擦最后呢。因为摩擦是被动力，数学上说的它是因变量，它要有其它的力都判断好，才能确定物理的相对运动方向或趋势，才能确定摩擦的大小和方向。初中就学过：一个物体受到两个力的作用，保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力是一对平衡力，叫做二力平衡。注意：在分析物体的受力情况时，不要把某个力的反作用力跟这个力的平衡力混淆。例如，在图中，猴子吊在空中，我们分析猴子所受的力。猴子受到重力G，还受到树枝对它的拉力F。由于猴子是静止的，而且不再受到其他力的作用，所以拉力F和重力G这两个力是一对相互平衡的力，它们“大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”。应该注意，这两个力作用在同一物体（猴子）上。另一方面，不但树枝在以拉力F,向上拉着猴子，猴子同时也在以向下的拉力F'拉着树枝，这是一对作用力和反作用力，它们的关系也是“大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”。但不同的是，它们分别作用在两个物体（猴子和树枝）上。这两种情况，很容易混淆，因此要注意区分。“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”还有一个区别：后者一定是同一种类的力（例如F和F”都是弹力），而前者则不一定是同一种类的力（例如F是弹力，而G是重力）。区别与联系判断作用力与反作用力的方法：（A对B、B对A）教学设计说明：归纳总结其中的联系区别，拓展学生的知识面。课堂练习例1：油桶放在汽车上，汽车停于水平地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对?这几对力中，油桶受哪几个力?汽车受哪几个力?地球受哪几个力?解：(1)三个物体之间的作用力和反作用力有4对。作用力反作用力油桶重力mg（地球对油桶的引力）油桶对地球的引力弹力FN（汽车对油桶的支持力）油桶对汽车的压力汽车受到的重力汽车对地球的引力地面对汽车的支持力汽车对地面的压力判断作用力与反作用力的方法：（A对B、B对A）(2)油桶受重力和支持力。(3)汽车受重力、地面对汽车的支持力和油桶对汽车的压力。(4)地球受汽车的引力和油桶的引力。,〖板书设计〗3.3牛顿第三定律一、作用力和反作用力当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。二、牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。三、物体受力的分析初步顺序：重力（mg）→弹力（FN）→其它→摩擦力(Ff)〖教学反思〗1、课本没有提到受力分析的一般步骤，给人感觉就是受力分析不重要，但是在高中物理中，受力分析绝对是重点和难点，课本都没有进行过系统的受力分析的讲解，所以在里面增加了一个受力分析的一般步骤。2、平衡力与牛顿第三定律的区别内容还是很多的，课本只提到了两点，要完全讲解完这两点也是比较花时间的，所以在课堂时间安排上就显得比较紧迫，前面又实验探究活动，更加加剧时间的不够用。