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牛頓第三定律教案
《牛頓第三定律》教案
安徽省肥東縣綜合高中陳之懷
【本節(jié)教材分析】
牛頓三大定律是一個有機的整體,前兩個定律是對單個物體而言的,但要全面認識物體間的運動規(guī)律,必須研究物體之間的相互作用、相互影響,例如什么情況下系統(tǒng)機械能守恒,內(nèi)力對系統(tǒng)的動量改變是否起作用。
本節(jié)分三個層次對牛頓第三定律進行研究:一是通過實際現(xiàn)象的分析,定性地討論物體間的作用是相互的,性質(zhì)是相同的,同時發(fā)生的;二是通過實驗定量地得到反映相互作用的牛頓第三定律;三是說明該定律的意義和應用。
【學生心理狀態(tài)分析】
高中學生已經(jīng)有一定的辯別能力,對常見的一些物理現(xiàn)象,物理知識如果簡單重復,則學生對此不太關(guān)注、不感興趣。因此,一開始就要以各種方式激發(fā)其注意力,設置"物理問題情景",引發(fā)學生"思維沖突",設法采用各種實驗,讓學生認識到"牛頓第三定律"得來的不易,培養(yǎng)總結(jié)物理規(guī)律的方法。
【教學目標】
1.理解作用和反作用力的關(guān)系;掌握牛頓第三定律確切含義。
2.進一步學習物理學研究現(xiàn)象,總結(jié)規(guī)律的方法。
3.能分清實際問題中的作用力和反作用力。
【教學重點、難點、疑點】
重點:牛頓第三定律的內(nèi)容及確切含義;
難點:作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別;
疑點:作用力和反作用力既然大小相等,方向相反,那么在拔河比賽中為何還有勝負之分?
【教學方法】
實驗法(演示實驗,師生互動實驗,學生分組實驗),討論法,類比法,練習等。
【教學儀器】
粗繩一根;演示用大彈簧秤、小彈簧秤各一個;帶發(fā)條的小車,薄木板各一個,四個相同的短玻璃管;帶有條形磁鐵的小車兩個;分組實驗用的彈簧秤若干個等。
【教學過程】
●引入新課
師:請同學們想一想力是什么?下面讓我們一起做一個動作。常言道:"一個巴掌拍不響",那么請大家比賽拍巴掌,看誰拍得最響,然后請拍得最響的同學談感受,兩個巴掌都拍疼了,變紅了,這說明什么?由此引入新課。
(板書)
牛頓第三定律──力是物體間的相互作用
通過分析拍巴掌后會疼,巴掌都變紅了,說明兩手間存在作用力,并且是相互的。
師:(以幽默、夸張的語言)再舉兩例。
1.有些同學閑著無事,用頭撞墻的玻璃,問會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?說明什么問題?
生:(紛紛發(fā)言):玻璃碎了,同時頭也淌血了,說明了:頭給墻一個力的同時,它反過來也給頭一個力。
2.同學們坐在凳子上,兩腳懸空,然后用手推桌子,那么感覺到什么現(xiàn)象?如何解釋(要求學生親身體驗)。
生:桌子反過來同時推自己,解釋時要明確施力物體和受力物體。然后閱讀書上第一段內(nèi)容,并自己舉例子,得出作用力和反作用力的定義。
(板書):力是物體間的相互作用,人為的把其中一個力叫作用力,另一個力叫反作用力。師:下面看一看作用力、反作用力之間有哪些基本的特點?
(演示實驗1):把薄的輕木板放在并排的玻璃管上,然后把玩具小車上緊發(fā)條,并輕輕按在木板上,問:手一松,當手離開小車時發(fā)生什么現(xiàn)象?說明什么問題?
(師生):車在向前運動的同時,木板向后運動,并且同時停止,經(jīng)過認真分析后得出,車之所以向前運動是木板給它一個向前的力,同時車給木板一個向后的力,這兩個力的性質(zhì)一樣,都是摩擦力。
(演示實驗2):用手讓帶有條形磁鐵的小車靠近(同名磁極相對),放在光滑木板上,然后手一放,發(fā)生什么現(xiàn)象?如何解釋?
(師生)分析:同時向相反方向運動,作用力和反作用力性質(zhì)相同,是一對磁場力。
(板書)
作用力與反作用力性質(zhì)相同,同時存在,同時消失(變化)
師:下面請一個同學(身高應矮一點)上來,與老師進行拔河比賽。
(師生互動實驗):老師和一個小個子同學各拉繩子一端,進行拔河比賽,結(jié)果發(fā)現(xiàn)老師勝了,學生輸了。
師:對剛才的實驗,請同學們認真想一想,老師與學生之間的拉力大小存在什么樣的關(guān)系?并請成績好、中、差三位學生回答(十有八九的學生說老師的拉力大)。
師:(大聲說)同學們的回答是錯誤的,那么如何求證這兩個力的大小呢?
(板書)
作用力與反作用力的關(guān)系
師:啟發(fā)學生研究的方法,(經(jīng)過共同討論后)方案如下:把兩個彈簧秤勾在一起,模仿拔河比賽,其中一個彈簧秤相當于老師,另一個相當于學生,并分兩種情況進行。
1.兩彈簧秤勾在一起拉,處于靜止不動時(模仿拔河比賽,雙方處于僵持狀態(tài));
2.兩彈簧秤勾在一起拉,并向一方運動(相當于比賽繩子被拉向一方時的狀態(tài));
(學生分組實驗):做5分鐘時間,教師巡回指導,并要求學生對秤先校零,讓學生自己得出在各種狀況下,兩拉力大小的關(guān)系。
(演示實驗3):老師親自用大彈簧秤和小彈簧秤模仿拔河比賽,正確做好示范動作,并畫圖進行解釋,注意兩力的方向,得出自己的結(jié)論。
(板書)
牛頓第三定律1.內(nèi)容: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。2.公式:F=-F′。
(繼續(xù)對師生互動實驗進行挖掘)問:既然兩個力大小相等,那么拔河比賽時,為何還存在勝負之分?
師:經(jīng)過啟發(fā)后,結(jié)合牛頓第二定律講解,并和學生討論如何做才能獲勝。
問:還有的同學想,既然兩力大小相等,方向相反,那么加起來合力為零,則無論什么時候不存在勝負之分?
師:這實際上把作用力、反作用力與平衡力混淆了,它們是有區(qū)別的:前者兩個力不是作用在一個物體上,談不上抵消,不能求合力。
下面通過例題進行研究:
例題:物體用線吊在天花板上,分析物體受幾個力?并指出每一個力的反作用力、以及平衡力?要求學生上黑板做,畫出示意圖,然后訂正錯誤,并分析作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別。
(板書)
一對平衡力一對相互作用力
作用在同一個物體上作用在不同的兩個物體上
兩力性質(zhì)不一定相同性質(zhì)一定相同
一個力的產(chǎn)生、變化、消失不一定影響另一個力兩個力同時產(chǎn)生、變化、消失
能求合力,且為0不能相互抵消,不能求合力
師:進一步用類比的方法使學生加深印象。作用力與反作用力的關(guān)系,很像電視、電影上放的"難兄難弟"的關(guān)系:有福同當,有難同享,同生共死…
總結(jié):牛頓第三定律在生活、生產(chǎn)上應用很廣泛,人走路、汽車向前運動、噴氣式飛機的飛行無不與此規(guī)律有關(guān),并就其中一個應用進行分析。
作業(yè)布置:(略)
【課后反思及效果評估】
本教案曾作為公開課上過,來聽課的理、化、生老師一致認為,課上得非常成功,充分體現(xiàn)為以老師為主導,學生為主體的特點。通過本課的學習,學生能獨自主解釋許多物理現(xiàn)象及知識。如:"馬拉車的過程中,馬與車之間拉力誰大誰小?在拉力一樣大時,為什么車還能向前運動"等一系列問題;能分清物體間之間作用力、反作用力、平衡力的區(qū)別。各種實驗,老師風趣幽默的語言成功解決了本節(jié)課的重點、難點問題。有利于培養(yǎng)學習物理的興趣,有利于培養(yǎng)學生的物理思維能力。
反思:課堂教學一定不能"閉門造車",要充分做好準備,分析教材,分析學生,這樣課才能上得成功。
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