人教版高中物理必修1第四章 牛顿运动定律5 牛顿第三定律 教案Word文档格式.docx

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课时

安排

1

过程

（一）引入新课

【教师活动】力是什么？

俗话说得好：

“一个巴掌拍不响”。

下面请大家比赛拍巴掌，看谁拍得最响。

并请拍得最响的同学谈谈自己的感受。

【学生活动】拍巴掌并谈谈自己的感受：

拍巴掌后会疼，巴掌都变红了，说明两手都受到力的作用，力的作用是相互的。

【教师活动】也就是说，左手给右手一个力，右手也会给左手一个力。

那么，左手受到的力和右手受到的力是一对平衡力吗？

【学生活动】独立思考，小组讨论、交流，小组代表汇报：

不是，因为不是作用在同一个物体。

这对力没有使物体平衡，所以不是平衡力。

平衡力的作用效果可以相互抵消，而这对力的作用效果不可以抵消……

【教师活动】这两个力由于不作用在同一个物体上，就不再是平衡力了。

那它们是什么力呢？

这就是我们这节课要研究的问题。

（设计意图：

激发学生的好奇心和学习的兴趣，并为区分平衡力、作用力与反作用力做好铺垫。

）

（二）作用力和反作用力

【教师活动】同学们坐在凳子上，两脚悬空，然后用手推桌子，看看有什么感受？

【学生活动】亲身体验并说说自己的感受：

感觉到桌子也在推手。

【教师活动】如果用头撞窗户的玻璃，会出现什么现象？

说明了什么问题？

【学生活动】玻璃碎了，头也会流血。

说明头给玻璃一个力的同时，墙也会给头一个力。

【教师活动】播放XX搜索引擎搜索到的视频：

划船时两船互推、人和船的相互作用，让学生认识作用力和反作用力。

【学生活动】观看视频并体会力的相互作用。

【教师活动】归纳：

物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。

通过学生亲身体验、幽默有趣的例子、视频的播放，加强学生对作用力和反作用力的感性认识，为上升到理性认识做好一定的准备。

【教师活动】现实生活中，你还遇到哪些作用力和反作用力？

【学生活动】思考并举例：

物体与桌子之间的弹力。

人行走时人和地面之间的摩擦力。

竖直悬挂的物体与绳子之间的拉力……

让学生把概念和现实生活中的现象联系起来，感受到物理就在学生身边，让学生做生活的有心人。

【教师活动】我们刚才讲的两物体间的作用力和反作用力，都有直接接触的。

那么没有直接接触的物体之间，存在作用力与反作用力吗？

【学生活动】小组讨论并请小组代表汇报：

磁铁之间的相互作用。

人与人之间的万有引力。

人造卫星与地球之间的吸引力……

【演示实验】在一块较光滑的长木板上放着两辆小车，小车上各放一个小磁铁，当同名磁极相对时，相互排斥，两小车向相反的方向运动。

当异名磁极相对时，相互吸引，两小车做相向运动。

通过事例和演示实验让学生加深对概念的理解。

（三）牛顿第三定律

【教师活动】力的效果既然由力的三要素决定，你认为要研究作用力与反作用力的关系，应该从那些方面研究？

【学生活动】回答：

从力的大小、方向和作用点这三个方面进行研究。

【教师活动】作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，那它的大小之间、方向之间有什么样的关系？

【教师活动】鼓励学生大胆猜想，发表自己的见解。

【学生活动】思考并猜想：

大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

【教师活动】如何验证自己的猜想是正确的？

通过实验。

【教师活动】测量力的大小的常用工具是什么？

弹簧秤。

【学生活动】学生设计实验方案，分组进行实验探究，验证猜想。

各小组进行交流，并选代表汇报。

【教师活动】在教室里巡视，及时指导学生解决实验中遇到的问题。

并归纳学生的结论，给予评价。

使学生在获取规律的同时，亲自体验到科学探究的艰辛和乐趣，同时，学生观察能力，动手能力，思维能力和合作精神都得到了培养。

【教师活动】简要介绍传感器的原理：

力感器可以受力大小转换成电信号，数据采集器把电信号转换成数字信号，计算机对数据进行处理，画出力随时间的变化曲线。

如想了解更多关于传感器的知识，请用XX搜索：

传感器原理。

【演示实验】用传感器探究作用力与反作用力的关系。

【学生活动】学生观看实验现象并体验现代科技的高精确性，感受物理学的发展所带来的科技的进步。

让学生进一步相信作用力和反作用力的大小相等，方向相反。

同时，让学生感受到物理学的发展所带来的科技的进步。

【教师活动】力的大小在发生变化，你从图象能得出什么结论？

【学生活动】作用力与反作用力同时产生、同时变化。

【教师活动】如果其中一个力在变化的过程中变为零，则另一个力变为多少？

变为零。

【教师活动】引导学生归纳：

作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失。

通过图象，让学生在力的动态变化的过程中，思考作用力与反作用之间存在的相互关系，生动形象，具有很强的说服力。

【教师活动】归纳总结：

大量事实表明：

两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

这就是牛顿第三定律。

【教师活动】简要介绍XX搜索引擎搜索到的牛顿的资料：

牛顿，数学家、物理学家，近代科学的开创者。

曾经有人问牛顿：

“你获得成功的秘诀是什么？

”牛顿回答说：

“假如我有一点微小成就的话，没有其它秘诀，唯有勤奋而已。

”如想更了解牛顿，请用XX搜索：

牛顿。

让学生了解牛顿，感悟牛顿高尚的科学品质。

（四）牛顿第三定律的应用

【演示实验】教师拿出玩具车，提起后轮，驱动动力装置，使后轮转动，再将后轮慢慢放下，使后轮慢慢接触铺有粉笔灰的平台，在后轮接触粉笔灰的瞬间，粉笔灰向后飞出。

【教师活动】为什么粉笔灰会向后飞出？

你能根据牛顿第三定律解释这个现象吗？

【学生活动】独立思考并回答：

粉笔灰受到来自玩具车的向后的摩擦力，所以向后飞。

（设计意图：

学生对自行车、汽车的动力来源一直较难理解，通过演示实验，既巩固了摩擦力的知识，又强化了对牛顿第三定律的理解。

【教师活动】甲乙两队拔河，甲胜乙败，则甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力。

这种说法正确吗？

【学生活动】思考并回答：

甲对乙的力与乙对甲的力都相等。

【教师活动】既然胜败双方彼此间的作用力一样大，那是什么原因导致了胜败？

【学生活动】学生在教师的引导下对甲、乙双方分别进行受力分析，并根据牛顿第二定律发现拔河比赛胜败的关键在于：

甲乙所受到的摩擦力不一样大。

引导学生探究，综合应用牛顿第二定律，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，并让学生在探究的过程中感受到成功的喜悦。

【演示实验】使充气的气球向不同的方向飞去。

【学生活动】观察实验现象。

【教师活动】充气的气球为什么能向不同的方向飞去？

【学生活动】气球飞出是借助了气体的反作用力。

【教师活动】实际上火箭的飞行也是借助了气体的反作用力。

气体向后喷出，推动了火箭向前飞行。

【教师活动】讲述万户飞天的故事：

14世纪末期，我国学者万户，首次作了航天的科学尝试，他把47枚当时最大的火药火箭捆绑在自己坐的椅子背面让别人同时点燃这批火箭。

为了纪念他，在月球表面的环形山中有一个是以万户命名的。

【学生活动】听故事并体会火箭的原理，感受物理在现实生活中的应用。

【教师活动】播放XX搜索引擎搜索到的视频：

嫦娥二号升空。

边播放边讲述：

“嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功。

此举具有重大意义，标志着探月工程又迈出成功一步。

让学生感受现代科技与物理学的紧密联系，同时以此激发学生的爱国主义精神。

使德育和智育达到结合和渗透。

（五）平衡力与作用力、反作用力的比较

【教师活动】人在地面上行走，受到哪几对平衡力？

哪几对作用力与反作用力？

【学生活动】思考、讨论并回答：

受到的平衡力是重力和支持力，受到的作用力与反作用力是：

人与地球之间的相互吸引力；

人受到的支持力和地面受到的压力；

人受到的静摩擦力力和地面受到的静摩擦力。

【教师活动】我们选择其中一对作用力与反作用力：

支持力和压力与一对平衡力：

重力和支持力进行比较，看看平衡力与作用力和反作用力有哪些相同点和不同点？

【学生活动】在教师引导下对选择的这两对力从不同的角度进行思考、讨论、交流并发表意见，最终完成如下表格。

一对平衡力

一对作用力与反作用力

大小

大小相等

方向

方向相反

作用点

作用在同一物体上

作用不在同一物体上

产生与消失

不一定同时产生、同时消失

一定同时产生、同时消失

作用效果

可以相互抵消

不可以相互抵消

力的性质

不一定是同一性质的力

一定是同一性质的力

通过对现实生活中的常见现象进行分析，找出平衡力、作用力与反作用力，并在教师引导下各选择一对力进行比较，使这两者的比较变得具体形象，有利于学生思考和讨论，从而突破难点。

（六）课堂小结

【教师活动】通过这节课的学习，同学们有什么心得体会？

【学生活动】发表自己的见解，交流学习心得体会。

学习心得体会交流，同学间取长补短，共同进步。

板书

设计

一、作用力和反作用力

定义：

物体间相互作用的一对力叫做作用力与反作用力。

二、牛顿第三定律

内容：

三、牛顿第三定律的应用

四、平衡力与作用力、反作用力的比较

反思

1.学生在探究作用力与反作用力的大小之间、方向的关系时，教师引导学生使用弹簧秤。

一是由于弹簧秤学生容易想到，二是操作起来也方便。

是否还有其他更合适的方案？

2.力传感器可以把力的大小直接显示出来，两个传感器在静止和运动的情况下对拉，可以说明这对拉力的大小相等，方向相反。

是否可以通过传感器显示其他性质的作用力与反作用力，例如物体间的摩擦力，磁铁间的相互作用力，从而使学生更加信服？

3.牛顿第三定律的应用与现实生活的联系非常紧密，学生学起来也非常感兴趣。

如何开发高中物理知识与现实生活的联系，是一个值得研究的课题。

用牛顿定律解决问题

（一）

（一）知识与技能

1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

（二）过程与方法

1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。

（三）情感、态度与价值观

1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。

2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

★教学重点

用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法

★教学难点

正确分析受力并恰当地运用正交分解法

投影仪、多媒体等

教师活动：

利用多媒体投影播放“神州”5号飞船的升空及准确定点回收情景的实况录像资料，教师提出问题，引导启发学生初步讨论。

学生活动：

观看录像，思考老师所提问题，在教师的引导下初步讨论。

点评：

通过实际问题的分析激发学生探索的兴趣。

提出两个问题让大家思考讨论：

l、我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？

2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？

学生思考讨论、阅读教材并回答：

牛顿第二定律确定了力和运动的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来，从受力情况确定出物体的运动情况。

趁热打铁，设置疑问，激发学生将新问题与所学知识联系挂钩。

限于目前的知识水平，我们还不能直接研究上述问题，但我们可以本着由易到难的原则，从最简单的例子入手去探讨运动和力的关系问题的求解思路。

下面我们就来学习有关知识。

充分利用新时期的高科技成果展示自然科学规律的巨大魅力，同时激发学生的爱国热情和奋发学习探索的精神。

（二）进行新课

1、从受力确定运动情况

投影展示例题1并布置学生审题：

一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4.2N。

求物体在4s末的速度和4s内的位移。

问：

l、本题研究对象是谁？

它共受几个力的作用？

物体所受的合力沿什么方向？

大小是多少？

2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。

这个物体的运动是匀变速运动吗？

依据是什么？

3、FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？

学生思考讨论后作答，并进一步判定：

物体所受的合力水平向右，根据牛顿第二定律其加速度一定水平向右，因此物体向右做匀加速直线运动。

FN和G在竖直方向上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。

借机让学生对平衡力和作用力与反作用力进行比较鉴别。

通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言的能力。

经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？

学生讨论并形成一致意见：

已知受力求运动学情况。

培养学生敏锐观察并总结的能力。

要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。

学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。

培养学生书面表述清楚物理问题的能力。

如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。

2、从运动情况确定受力

投影展示例2并布置学生审题：

一个滑雪的人质量是75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°

。

在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）

本题属于那类力学问题？

人共受几个力的作用？

各力方向如何？

它们之中哪个力是待求量？

哪个力实际上是己知的？

待求力是谁？

学生分小组思考讨论，小组代表回答解题思路，描述物体受力情况。

该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。

通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言表述物理问题的能力。

提问题：

本题中物体受力方向较为复杂，物体沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？

学生分小组继续思考讨论，然后作出正确选择：

沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴，使合力的方向落在x轴的正方向上，然后求合力比较方便。

引导学生仿照前4.3中例题2中的方法建立坐标系求合力。

温故知新，相关知识及时记忆、整理和分析。

让学生口述解答步骤，教师板演解答过程，并提示学生注重代数式的运算，必要时再代入数值。

顺应解题思路，联系力的分解知识，讨论交流，思维碰撞。

培养学生养成规范做题的良好习惯.

问题：

l、上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？

2、在例2中，为什么要建立平面直角坐标系？

3、在运动学公式中通常是以v0为正方向的，但在利用牛顿第二定律列方程时，选什么方向为正方向较为方便？

努力启发引导学生发现异同。

学生思考讨论，交流合作，推举学生回答，并相互补充：

l、两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。

不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。

2、例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G1和G2代替G，使解题方便。

3、因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。

培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。

出示课堂练习（见实例探究），适当加入学生讨论。

检查练习结果并予以评价矫正。

完成练习，汇报讨论。

在实际应用中锻炼能力。

（三）课堂总结、点评

让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究

☆力和运动的关系

1、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内

A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东

B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置

C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动

D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东

☆牛顿运动定律的应用

2、用30N的水平外力F，拉一静止放在光滑的水平面上质量为20kg的物体，力F作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是

A．v=7.5m／s，a=l.5m／s2B．v=4.5m／s，a=l.5m／s2

C．v=4.5m／s，a=0D．v=7.5m／s，a=0

3、质量是3kg的木块，原来在光滑水平面上运动，受到8N的阻力后，继续前进9m速度减为原来的一半，则原来的速度是m／s，木块作匀减速运动，直到静止的时间是s

4、质量是5kg的物体，在水平恒为F=20N的作用下，从静止开始经过2s速度达到2m/s，则物体与水平面间的动摩擦因数是。

5、用2N的水平拉力，正好使木块在水平地面上作匀速直线运动，现用4N的水平拉力使木块在2s内速度从2m／s增加6m／s，则木块的质量是．

6、质量为2kg的物体，在8N的水平力作用下以10m/s的速度沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去拉力后4秒钟内物体的位移是多少米？

7、一个物体从10m长，5m高的斜面顶端自静止开始滑下，设物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求它滑到斜面底端所用的时间和末速度。

★课余作业

1、课后完成课本91页“问题与练习”中的习题。

2、课后你能否用图表的形式具体总结一下两种动力学题目的基本解题思路？

布置课外研究作业，发现规律，深入研究，进一步培养学生的归纳总结能力。

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花，水中月。