《牛頓第三定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

山西省太原市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 武桂歡

一、設(shè)計(jì)理念

結(jié)合偉大大的物理學(xué)家伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程，我們可以將自然科學(xué)的思維方法劃分為：觀察現(xiàn)象，提出問題，邏輯推理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)猜想進(jìn)行修證（補(bǔ)充），推廣應(yīng)用。

基于此，本課我將采用“情境引入—概念提出—問題探究—學(xué)以致用—拓展延伸”五環(huán)節(jié)教學(xué)法。即通過(guò)事實(shí)分析提煉模型，模型分析提出問題，實(shí)驗(yàn)探究得出規(guī)律，規(guī)律應(yīng)用解決問題。這樣符合“物理源于生活并用于生活”的課標(biāo)要求。并且整個(gè)過(guò)程也呈現(xiàn)了物理建模的思想：從生活實(shí)際（視頻）入手，提煉模型（作用力與反作用力），模型分析（實(shí)驗(yàn)探究），得出規(guī)律（牛頓第三定律），回歸生活（應(yīng)用）。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

⑴知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。

⑵理解牛頓第三定律，會(huì)運(yùn)用牛頓第三定律解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。

⑶能夠區(qū)分平衡力與相互作用力的異同點(diǎn)。

（二）過(guò)程與方法

⑴通過(guò)作用力與反作用力概念的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)事實(shí)分析提煉模型的能力。

⑵經(jīng)歷探究作用力與反作用力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體會(huì)相互作用力大小、方向的關(guān)系。

⑶應(yīng)用牛頓第三定律分析物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力。

（三）情感態(tài)度價(jià)值觀

⑴培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。

⑵培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神，感受物理學(xué)科研究的方法和意義。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：掌握牛頓第三定律，并用它分析實(shí)際問題。

教學(xué)難點(diǎn)：區(qū)分平衡力和相互作用力的異同點(diǎn)。

四、主要教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

（一）情境引入

1.播放賣拐小品視頻片段，針對(duì)視頻提問

（1）為什么火箭向后噴氣卻會(huì)向前運(yùn)動(dòng)呢？

（2）這說(shuō)明了什么問題？

以小品視頻引入，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，為課堂教學(xué)創(chuàng)造情境。

2.設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生動(dòng)手親身體驗(yàn)，充分感受力的作用是相互的。

情景一：學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，觀察磁鐵之間的相互作用。

情景二：“一個(gè)巴掌拍不響”小游戲。

情景三：分析火箭的起飛。

（二）提煉概念模型

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分析三個(gè)情景，并得出結(jié)論：兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，從而引出作用力和反作用力的概念。

（三）模型分析，提煉問題

問題：作用力與反作用力的關(guān)系是怎么樣的？

結(jié)合前面的情景引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，得出作用力與反作用力的定性的關(guān)系，并對(duì)其定量關(guān)系進(jìn)行猜想。

（四）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究問題

1.問題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：研究力從哪里入手？（大小、方向、作用點(diǎn)）

2.教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并完成學(xué)案對(duì)應(yīng)部分。

引導(dǎo)問題：

（1）兩個(gè)測(cè)力計(jì)的指針誰(shuí)先移動(dòng)？

（2）A的示數(shù)變化（增大、減?。r(shí)B的示數(shù)如何變化？

（3）它們大小呈現(xiàn)什么規(guī)律？

（4）轉(zhuǎn)動(dòng)A，B怎么動(dòng)？

（5）總結(jié)它們方向的規(guī)律。

（6）這兩個(gè)力的作用點(diǎn)相同嗎？

3.實(shí)驗(yàn)后，小組派代表交流實(shí)驗(yàn)過(guò)程、遇到的困難及解決辦法，并回答上面問題。最后由老師進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)評(píng)。

4.總結(jié)初步結(jié)論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)作用力與反作用力的定量關(guān)系：

大?。合嗟龋?/p>

方向：相反，且在同一直線上

作用點(diǎn)：兩個(gè)物體上

即：兩個(gè)物體間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

5.對(duì)結(jié)論普適應(yīng)的驗(yàn)證

（1）提問：前面實(shí)驗(yàn)是在保持彈簧秤靜止得出的作用力與反作用力的關(guān)系，這個(gè)結(jié)論是否所用于運(yùn)動(dòng)的兩物體間？

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。（運(yùn)動(dòng)的彈簧測(cè)力計(jì)很難讀出示數(shù)，于是采用力傳感器來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

（3）演示用傳感器探究作用力與反作用力關(guān)系的的實(shí)驗(yàn)；

①介紹裝置，并呈現(xiàn)靜止時(shí)兩力學(xué)傳感器的相互作用力關(guān)系；

②兩力學(xué)傳感器一起經(jīng)歷啟動(dòng)和停止過(guò)程（加速，減速），觀察其相互作用力的關(guān)系。

（4）修正結(jié)論：前面實(shí)驗(yàn)得出的初步結(jié)論不僅適用于靜止物體間，運(yùn)動(dòng)的物體間同樣適用。即需要在前面結(jié)論基礎(chǔ)上加上了兩字“總是”。

（五）分析實(shí)驗(yàn)，總結(jié)規(guī)律

根據(jù)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出牛頓第三定律的內(nèi)容：兩個(gè)物體間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

（六）學(xué)以致用

運(yùn)用牛頓第三定律分析生活中的有關(guān)現(xiàn)象：

1.以卵擊石

設(shè)計(jì)問題：為什么雞蛋碎了，石頭沒有碎？然后引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析。

2.拔河（現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生演示）

（1）實(shí)力懸殊的男女同學(xué)拔河比賽；（現(xiàn)場(chǎng)采訪學(xué)生為什么女同學(xué)會(huì)輸，學(xué)生很可能會(huì)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答男同學(xué)用到力比女同學(xué)大）

（2）讓男同學(xué)踩著滑板再次和女同學(xué)拔河；

最后老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，決定拔河勝負(fù)的關(guān)鍵是摩擦力。

（七）拓展延伸

引導(dǎo)學(xué)生回顧與相互作用力相似的平衡力；組織學(xué)生小組討論，歸納平衡力與相互作用力的 異同點(diǎn)，完成學(xué)案表格，并舉例分析；最后小組派代表交流，老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

（八）總結(jié)提高

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納所學(xué)的知識(shí)，交流心得體會(huì)。并且讓學(xué)生課后收集有關(guān)牛頓第三定律應(yīng)用的事例，加以分析，以小組為單位整理，以小論文，手抄報(bào)，網(wǎng)頁(yè)，演示文稿等方式提交。培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力。

五、教學(xué)評(píng)價(jià)

1.在學(xué)生學(xué)過(guò)力的作用是相互的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步延伸，以問題為主線，設(shè)計(jì)多個(gè)由易到難循序漸進(jìn)的問題，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考，產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望；

2.從生活入手最終回歸到生活，符合物理課標(biāo)的要求，物理來(lái)源于生活并用于生活；

3.符合物理建模的思想：從生活實(shí)際（視頻）入手，提煉模型（作用力與反作用力），模型分析（實(shí)驗(yàn)探究），得出規(guī)律（牛頓第三定律），回歸生活（應(yīng)用）；

4.以探究性活動(dòng)為主，靜止物體間的作用利用彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)探究，運(yùn)動(dòng)（加速減速）物體間的作用力和反作用力由傳感器和計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)。使學(xué)生對(duì)作用力和反作用力總是大小相等，方向相反有深刻的認(rèn)識(shí)，邏輯性強(qiáng)；

5.通過(guò)解釋生活中容易形成錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的現(xiàn)象，在學(xué)生感興趣的基礎(chǔ)上，達(dá)到學(xué)以致用的效果。