《牛顿第三定律》教学设计

摘要：本文从生活实例出发，引出作用力与反作用力。再分组实验，让学生自主探究作用力与反作用力的关系，加深理解，然后教师用力传感器演示运动状态下作用力与反作用力大小的关系（考虑到有的学校没有力传感器实验仪器，在运动的小车上固定两个弹簧对拉），得出牛顿第三定律，并引导学生得出作用力与反作用力的同时性和力的性质相同。最后分析牛顿第三定的应用和意义。

关键词：作用力与反作用力 牛顿第三定律

【教学目标】

（1）体验力的作用是相互的。

（2）理解掌握牛顿第三定律，并能用它解释生活中的有关问题。

【教学重点】

（1）探究作用力与反作用的关系

（2）理解牛顿第三定律并会分析实际问题

【教学难点】

掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题

【教学器材】

每组学生：弹簧测力计（4个）、细绳套的橡皮筋（2个）、小磁针（两个）、条形磁铁2根

教师器材：小车2个，弹簧测力计2个，力学传感器一套

【教学设计】

引入：（1）请一个同学上台，身体前倾，双手伸直放在桌子边沿，双脚着地，人趴在桌子上面。

教师：请问怎样才能使你自己直立起来？

学生：用力推桌子

教师总结：人推桌子，桌子推人，人就可以直立起來。说明力的作用是相互的

总结：在这里我们就把人和桌子间相互存在的一对力，叫做作用力和反作用力（板书），如果人受到桌子的力叫做作用力，则桌子给人的力叫做反作用力。作用力和反作用力在我们的生活中是广泛存在的。

（2）引导学生回顾生活中有关作用力和反作用力的其他实例。学生列举生活中的一些实例，如鼓掌左手拍右手，异名磁极相互吸引等

新课：（一）作用力和反作用力有何关系？请大家从力的三要素大小，方向，作用点去探究

1、探究作用力和反作用力大小关系（学生探究）

实验1.将A和B两个弹簧秤的挂钩水平挂在一起，然后对拉。拉到一定的状态，保持静止不动。改变拉力，保持静止不动，再次记录两弹簧读数。

现象：大部分同学的弹簧秤时数相等，小部分学生的甲乙弹簧秤示数不同。

分析原因：示数不同的在实验前没有把弹簧秤调零。

结论：在误差允许范围内，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关系（学生探究）

实验2：把两个条形磁体固定在小车上，两小车摆在同一直线上，异名磁极相对。再同名磁极相对。

现象：异名磁极放置时，两小车相互吸引，相向运动；同名磁极放置时，两小车相互排斥，朝相反方向运动

结论：作用力和反作用力方向相反

实验3：把甲小磁针摆在桌面上静止不动，乙小磁针放在附近，（两个小磁针靠近但不接触），拨动乙小磁针，总是异名磁极相对，以甲为中心，让乙小磁针缓慢围绕甲转动

现象：两个小磁针总是异名磁极相对，两个小磁针总在同一直线上。

实验4：甲橡皮筋一端挂在铁架台上，另一端通过细绳套与乙橡皮筋某一端相挂，乙橡皮筋另一端用手抓住.用力将两橡皮筋拉直.观察两橡皮筋的方向。多次改变拉力方向，重复以上实验。

现象：无论如何改变方向，两橡皮筋和细绳套总在同一直线上

实验3和4结论：作用力和反作用力总是在同一直线上

教师：两个弹簧测力计对拉静止时候发现读数相等，当物体运动时，作用力和反作用是否还相等呢？

教师演示实验：将A力学传感器固定在一个长方体物体上，另一个B力学传感器拉着A运动，观察在电脑上显示的作用力与反作用力的图案。

现象：发现无论加速或减速或匀速，作用力与反作用力总是大小相等，方向相反。

如果没有力学传感器，可以在两个小车上都固定一个弹簧测力计），将两小车先拉开一定距离，再松手，对小车运动进行摄影，用暴风影音进行播放。按一下暂停，在按键盘上的左右方向键一帧一帧进行播放，观察两弹簧读数是否相等。（根据实际情况可以在小车上增加其他物体，使松手后小车较慢运动，摄影更清晰一些）

现象：在误差允许范围内，两弹簧读数相同

结论：无论运动状态如何，作用力与反作用力总是大小相等，方向相反。

3、探究作用力和反作用力作用点关系

经分析易知，作用力和反作用力分别作用在两个物体上

（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。

牛顿第三定律数学表达式： （负号表示反作用力 与作用力F的方相反）

理解：1、“总是”是强调对于任何物体，任何情况下均成立，而不论物体的运动状态。

2、作用力与反作用力总是同时产生、变化及消失。

3、虽然两者大小相等、方向相反，但分别作用在两个物体上，效果不能抵消。

观察两个力学传感器的图像，发现作用力与反作用力同时产生，同时消失，同时变化。

引导学生，总结出作用与反作用力的同时性

根据前面的几个实验，两个弹簧对拉，作用力与反作用力都是弹力，异名磁极相互吸引，作用力与反作用力都是磁力。总结出作用力与反作用力力的性质相同。

（三）应用：列举生活中一些常见的跟牛顿第三定律有关的实例。展示人用浆划船图片，播放我国火箭发射视频，让学生分析作用力与反作用力

人用浆划船，浆向后划，水给浆一个向前的力。火箭发射向后喷气，气体对火箭有力的作用。

牛顿第三定律意义：牛顿第一定律和第二定律告诉我们一个物体在受力或不受力时的运动情况。

牛顿第三定律指出作用力与反作用力的关系，它是把物体受到的力与其他物体受到的力联系起来的桥梁。有了它就会把受力分析的对象从一个物体扩展到多个物体。对研究多物体间力和运动的关系有重要，也是后面碰撞问题研究的基础。牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础，为物理科学的建立提供了基本定理。三大定律的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千年中最杰出的科学巨人。朗读蒲柏（英国诗人）写的诗歌和牛顿自己的名言。

【作业布置】

教材课后练习 2，3题

基金项目：湖南省教育科学规划十三·五课题《普通高中物理网络优质空间课堂建设的研究》（XJK016BZXX014）

作者简介：

伍艳（1984—），女，湖南新化人，中学一级教师，主要从事中学物理教学研究。