作用力與反作用力教學設(shè)計

1、作用力與反作用力教學設(shè)計參賽選手:許佳琳【課題】作用力與反作用力【教材】粵教版物理必修一【教學時間】15分鐘【教學對象】高中一年級學生【教學內(nèi)容分析】1、教材的地位和作用作用力與反作用力這一節(jié)作為第三章研究物體間的相互作用中的第六節(jié)，揭示了物體間力的相互作用的規(guī)律特點。牛頓運動定律在經(jīng)典物理學中可以說具有不可取代的地位，它是經(jīng)典力學的基礎(chǔ)，也是整個力學的核心內(nèi)容，所以本節(jié)中的牛頓第三定律十分重要，它反映了自然界中的物體都是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，在生活科技中，有十分廣泛重要的應用。力不能脫離受力物體和施力物體而獨立存在，討論時必然要涉及到施力物體與受力物體間的相互作用及它們之間所遵循的

2、規(guī)律，牛頓第三定律恰恰就揭示了這一規(guī)律，它是把一個物體受到的力與其它物體受到的力聯(lián)系起來的橋梁，獨立地反映了力學規(guī)律的另一側(cè)面。有了牛頓第三定律才使得我們更加全面地認識到物質(zhì)世界的關(guān)系及其運動規(guī)律，現(xiàn)實生活中許多實際問題才能得以順利地解決。作用力與反作用力這節(jié)內(nèi)容為下一章（第四章）更好地分析學習力與運動作了重要的鋪墊，并且對后面選修3-5學習研究物體碰撞與動量守恒起到了重要的作用。 2、課程標準對本節(jié)的要求在現(xiàn)行的普通高級中學物理課程標準中，對本節(jié)中牛頓第三定律的要求達到了“理解”的層次，要求學生能夠“理解牛頓運動定律，能用牛頓運動定律解釋生活中的有關(guān)問題”。 3、教材內(nèi)容安排 在中學物理中，

3、學生主要學習的是經(jīng)典物理學的內(nèi)容。在教材中，牛頓運動定律是連接高中物理運動學和力學的重要橋梁，在之后學習的電學、磁學部分也會用到。因此，它是高中物理學習中非常重要的內(nèi)容之一。在本節(jié)作用力與反作用力中，牛頓第三定律是研究物體間的相互作用規(guī)律，理解牛頓第三定律的內(nèi)容，可以解決許多實際問題。事實上，牛頓第三定律是如此地重要和深入人心，以致我們常常是不自覺地應用卻感覺不到它的存在。但是在對具體問題的研究過程中，若細致深入追究起來，又似乎不是那么順理成章。教材對牛頓第三定律的討論采用循序漸進的方式。先通過司空見慣的實例定性討論物體間的相互作用；再通過實驗定量探究，總結(jié)出作用力反作用力的定量關(guān)系，分析匯總

4、得出牛頓第三定律；最后回歸社會，讓學生體會牛頓第三定律在生產(chǎn)生活中的應用，以達到定律的深入理解和融會貫通的目的。教材所呈現(xiàn)的思路，可從知識層面與認識層面得出以下脈絡(luò)：（1）知識層面：定性研究定量研究綜合實踐；（2）認知層面：感性認知理性分析升華構(gòu)建。通過舉例，提出作用力與反作用力的概念，并且進行定性分析實驗探究，定量研究作用力與反作用力的關(guān)系分析歸納，總結(jié)得出牛頓第三定律討論與交流，加強對定律得理解及應用4.對教材的處理 課本教材的特點是: 重視實驗探究,牛頓第三定律的推導過程（建立概念實驗探究分析實驗總結(jié)得出牛頓第三定律）。而根據(jù)對教材的分析，我對教材做了如下的處理：（1）完善探究實驗教材在

5、引出作用力與反作用力的概念之后了，便對一對相互作用力力的關(guān)系進行探究，其探究的設(shè)計思路為：讓學生對一對相互作用力的關(guān)系作出猜想：作用力與反作用力是否同時產(chǎn)生，性質(zhì)、受力物體、大小、方向是否相同）；用軟泡沫塑料及彈簧測力計，帶著以上的問題進行實驗）分析歸納實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論：作用力與反作用力同時產(chǎn)生，同時消失，作用在不同物體上，性質(zhì)、大小相同、方向相反。但教材在設(shè)計這個探究實驗時存在一定的不足，倘若用彈簧測力計進行實驗時，假設(shè)有A、B兩個彈簧測力計，甲乙兩個學生分別拉著A、B兩個彈簧測力計的一端，使之在水平桌面上保持平衡，實際實驗時在讀數(shù)的過程中兩個彈簧測力計是處于靜止的狀態(tài)，如圖所示，F(xiàn)甲和F

6、乙分別為甲、乙兩學生的拉力，F(xiàn)AB和FBA分別為彈簧測力計A拉B的力及彈簧測力計B拉A的力。如果作用力等于反作用力，即FAB與FBA相等，看似我們便已得出了牛頓第三定律?？墒窃谶@個實驗中，讀數(shù)時我們總要保持兩個彈簧測力計在一個靜止平衡狀態(tài)，即我們實驗所得到的結(jié)果是在一個靜止平衡的狀態(tài)下的相互作用力的關(guān)系，這并不能夠全面地去說明牛頓第三定律，因為牛頓第三定律的定義為“兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上”。定律里強調(diào)“總是”，即兩個物體無論是處于何種狀態(tài)(靜止、加速或減速)，都是滿足牛頓第三定律的。若按教材的反感來實施課堂教學,會使課堂比較枯燥,不能讓學生深入

7、理解相互作用力之間遵循的定律，甚至誤以為與物體的運動狀態(tài)、或與物體本身的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。針對這個問題，我將在對教材深入的基礎(chǔ)上，結(jié)合學生的心理特點，化抽象為定量直觀，利用力學傳感器進行實驗，給學生介紹實驗儀器力學傳感器，運用力學傳感器進行實驗探究，不僅把現(xiàn)代信息技術(shù)帶入課堂，更是可以利用朗威實驗在靜止平衡狀態(tài)及動態(tài)情況下驗證了牛頓第三定律的普適性。這樣也可以很好地解釋牛頓第三定律里“總是”二字，將實驗探究得出牛頓第三定律的過程變得更加完整，學生可以更加深入去理解定律的內(nèi)容?！緦W生情況分析】1、學生的興趣 高一年級的學生具有很強的好奇心，其積極性、主動性、參與意識與接受能力較強，對學習內(nèi)容貼近生活，

8、理論聯(lián)系實際，并且對有動手操作的探究實驗有較強的學習興趣。同時他們也希望通過觀察有趣的實驗現(xiàn)象，經(jīng)歷思考來理解現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并總結(jié)出其中規(guī)律。所以在教學中，教師應一方面充分發(fā)揮演示實驗的作用，通過的引導思考，激發(fā)學生的認知興趣，充分調(diào)動學生學習的積極性和自主性。2.學生的知識基礎(chǔ)學生在初中已經(jīng)學習過了“力是物體間的相互作用”，同時其有著豐富的生活經(jīng)驗，因此他們對作用力與反作用力的認識是既熟悉而又片面的，這就迫切需要深入學習牛頓第三定律。學生易有的認知錯誤如下：（1）接觸的物體間才有相互作用力，不接觸則無；（2）一對相互作用力的大小關(guān)系與物體本身的材質(zhì)，物體的運動狀態(tài)有關(guān)；（3）強者施加于弱者

9、的力要大于弱者施加于強者的力；（4）主動施力者所施加的力要大于被施力者所施加的力。3.學生的認識特點（1）從形象思維到抽象思維的過渡同時他們具有較好的形象思維能力，也具有一定的思考分析、歸納總結(jié)的邏輯思維能力，但抽象思維能力還比較薄弱，需通過具有直觀現(xiàn)象的實驗輔助他們理解。 （2）牛頓第三定律的概括性和抽象性較強，如作用力與反作用力的性質(zhì)需從多個實驗現(xiàn)象中，總結(jié)出來。這對學生的對學生的抽象思維能力、邏輯分析能力、歸納能力有較高的要求?！窘虒W目標】1.知識與技能（1）知道力的作用是相互的，掌握作用力與反作用力的概念。（2）知道作用力與反作用力的特點及關(guān)系。（3）理解牛頓第三定律的定義，并了解該定

10、律在生活中的運用。2.過程與方法（1）通過探究實驗，培養(yǎng)學生的動手操作能力，觀察能力，獨立思考能力及分析歸納能力。（2）引導學生運用牛頓第三定律進行解決問題，培養(yǎng)學生學以致用，靈活運用定律分析解決實際問題的能力。 3.情感態(tài)度與價值觀（1）培養(yǎng)學生熱愛生活，觀察生活，積極實踐，樂于探究的精神；（2）用科學知識解釋生活現(xiàn)象，體會科學知識的應用價值，建立科學與生活的內(nèi)在一致性。【教學重點】 牛頓第三定律的理解。【教學難點】 探究作用力與反作用力的關(guān)系，理解并掌握牛頓第三定律?！窘虒W策略設(shè)計】1.教學組織形式本節(jié)采用教師引導，學生分組探究實驗，及教師演示實驗的教學組織形式，讓學生在體驗科學探究，觀察

11、思考，分析歸納的過程中，總結(jié)出作用力與反作用力之間的關(guān)系，建立起牛頓第三定律。2.教學方法（1）實驗法本節(jié)教學設(shè)計注重以問題為先導，以實驗為基礎(chǔ)，通過實驗，將一些抽象的物理概念、規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^明顯的物理現(xiàn)象，激發(fā)學生學習興趣，通過引導學生觀察實驗現(xiàn)象，進行科學思維，分析歸納，從而幫助學生理解，讓他們經(jīng)牛頓第三定律的建立過程，獲取建立規(guī)律的事實依據(jù)。通過實驗探究的環(huán)節(jié)，讓學生體會濃縮在物理規(guī)律中的思維歷程，學習科學思維。（2）講授法通過老師形象生動、風趣幽默、富于引導式的講解，輔以演示實驗、各種直觀教具和現(xiàn)代信息技術(shù)，啟發(fā)學生思維，幫助抽象思維還比較薄弱的學生對概念定律的理解，在講授知識的同時滲

12、透嚴謹?shù)奈锢硭季S方式。（3）討論法 通過討論，增強師生之間的交流。針對本節(jié)課的重點、難點，設(shè)計有針對性的討論問題，引起思維上的沖突，再通過引導學生進行討論，使學生真正地融入課堂的學習，啟發(fā)他們的思維活動。而課堂上部分討論問題由學生提出，通過針對本節(jié)課所要講解的重要知識點教師再進行篩選，選擇富有討論的意義及啟發(fā)性的問題進行討論。3.學法指導 通過教師演示實驗,及學生分組探究實驗,引導學生認真觀察、積極思維，注意知識的構(gòu)建的過程，學會分析歸納總結(jié)，運用所學的知識解決實際問題,注重培養(yǎng)學生的科學物理思維。4.教學媒體設(shè)計以多媒體課件為載體，充分利用實物、模型、圖像，為學生建立物理規(guī)律提供感性材料。利

13、用力的傳感器，直觀地讓學生看到在靜態(tài)或者動態(tài)的運動過程中，作用力與反作用力總是等大反向且作用在同一條直線上，使教學更加形象直觀，提高教學效果。【教學用具】多媒體課、磁鐵、小車、彈簧測力計、力學傳感器、雞蛋、石頭、風扇【教學流程圖】 新課導入、確定目標創(chuàng)設(shè)情境、定性分析實驗探究、定量研究生活舉例、深化理解學以致用、課外拓展設(shè)置懸念 定律解疑【教學過程設(shè)計】教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容教師活動學生活動設(shè)計意圖【情境激疑、確定目標】、演示“以卵擊石”實驗：將雞蛋與石頭相撞，設(shè)置懸念，引發(fā)學生的思考,激起學生的求知欲。根據(jù)實驗現(xiàn)象，步步設(shè)問，讓學生從受力分析的角度上思考： 1、雞蛋為何會碎？受到誰給它的力？2、

14、石頭有沒有受到力？石頭受到的這個力又是誰給的？ 最后將問題定位于：“石頭給雞蛋的力與雞蛋給石頭的力之間有什么關(guān)系？”歸納學生的不同觀點，帶著疑問引入本節(jié)課的學習內(nèi)容。創(chuàng)設(shè)物理情境提出問題：雞蛋為何會碎？受到誰給它的力？石頭給雞蛋的力與雞蛋給石頭的力之間有什么關(guān)系？教師板書：3.6 作用力與反作用力猜想實驗現(xiàn)象觀察實驗,興奮、疑惑、思考創(chuàng)設(shè)問題情境，從生活走向物理。學生在初中對相互作用力有一定認識，但多停留在記憶層面。且對“以卵擊石”這樣的現(xiàn)象，仍無法真正理解，將信將疑。以此引入新課，再次勾出學生心中的疑惑，激發(fā)學生的求知欲。同時明確教學目標，將問題定位到了相互作用力的關(guān)系上。在后面新課教學中也

15、陸續(xù)通過定性分析和定量研究試圖解決這個問題，最后使學生徹底理解。【創(chuàng)設(shè)情境、定性分析】1、 知識回顧，形成與已有知識的聯(lián)系。 （1）利用手壓桌子的例子，引導學生回顧力的定義及力的作用是相互的，為接下來的學習做準備。2、進行學生體驗實驗、演示實驗，通過對實驗現(xiàn)象的分析中滲透新概念的講解。（1）以接觸力及不接觸力為分類，舉例說明力的作用是相互的，并且滲透入作用力與反作用力的概念，加深學生對概念的理解。請兩位同學甲和乙上臺，分別穿上滑輪，甲同學推乙同學。對這一模型進行受力分析并引導學生認識到這一對力的性質(zhì)為彈力。將固定有條形磁鐵的兩小車靠近，異名磁極相對或同名磁極相對，分別演示實驗。請學生分析觀察到

16、的現(xiàn)象。使學生意識到?jīng)]有直接接觸的物體間也可能存在相互作用力。（2）將上面所舉的幾個例子概括及抽象出來，給出作用力與反作用力的定義，并通過讓學生觀察歸納得出一對相互作用力具有同性質(zhì)、同時性以及異體性的特點。幫助學生回憶力的定義。通過在對演示實驗的分析講解中滲透新概念，讓學生有感性的認識，幫助他們對概念的理解。請學生分析觀察到的現(xiàn)象，讓甲乙同學說說自己的感受。對模型進行受力分析并引導學生觀察思考?；仡欀R觀察、思考、回答甲乙兩位同學上臺演示，并說說自己的感受。其他同學認真觀察并分析實驗現(xiàn)象。觀察、分析回答思考、分析歸納力的定義及力的作用是相互的這兩個知識點與本節(jié)課緊密相關(guān)，所以通過知識回顧，可為

17、本節(jié)課的學習作鋪墊，并且通過在演示實驗中滲透新概念，化抽象為具體直觀，幫助學生理解?！緦嶒炋骄?、定量研究】 （1）在定性分析后，讓學生對一對相互作用力的大小關(guān)系進行猜想，引導學生利用彈簧測力計在三種情況下進行實驗：1、A、B互拉（靜態(tài)）2、保持A不動、用B去拉動A（靜態(tài)）3、A、B互拉（動態(tài)）提醒學生注意實驗操作規(guī)范。得到作用力與反作用力方向且共線。 讓學生發(fā)現(xiàn)問題：用彈簧測力計僅能測量出在靜止平衡態(tài)下一對相互作用力的大小關(guān)系，并且注意到兩個力的方向相反。而在運動過程中，難以看清彈簧測力計的示數(shù)，從而引入力學傳感器。 （2）介紹力傳感器的使用原理，邀請同學演示力傳感器的對拉實驗，分別在靜態(tài)及運

18、動狀態(tài)下對拉力學傳感器，從采集到的圖像信息上得出相互作用力的關(guān)系。通過引導學生觀察圖像，注意到圖像上的兩條曲線對稱，說明無論是靜止還是運動，作用力和反作用力是等大的。 （3）老師與學生共同總結(jié)作用力與反作用力的特點（等大、反向、作用在同一條直線上），并且給出牛頓第三定律的內(nèi)容?！旧钆e例 深化理解】 為了讓學生深入地理解牛頓第三定律，并理解牛頓第三定律的普適性，我們回到課前所提出的問題：以卵擊石中，石頭給雞蛋的力和雞蛋給石頭的力有什么關(guān)系？利用傳感器進行實驗，將雞蛋與石頭之間的力測量對比出來。讓學生從實驗所得的圖像中總結(jié)歸納，得出結(jié)論。并且強調(diào)一對相互作用力的大小關(guān)系與物體本身的材質(zhì)、運動狀態(tài)無關(guān)，強者與弱者之間的相互作用力是等大的，主動施力者與被施力者之間的相互作用力也是等大的，由此證明牛頓第三定律是普適的。讓學生對一對相互作用力的大小關(guān)系作出猜想，引導學生利用彈簧測力計進行探究實驗，讓學生小組合作，設(shè)計實驗，記錄實驗現(xiàn)象。提出問題：兩個彈簧測力計的示數(shù)有什么特點？在測量讀數(shù)時，兩個彈簧測力計是處于什么狀態(tài)的？介紹力的傳感器的工作原理及使用方法。請學生與教師共同演示朗威實驗，引導學生觀察分析圖像上曲線的特點及所包含的信息。老師引導學生，共同歸納總結(jié)作用力與反作用力的特點。利用傳感器解決關(guān)于“以卵擊石”的疑惑。認識到一對相互作用力的大小關(guān)系與物體的材質(zhì)、運動狀態(tài)無關(guān)，牛頓