對牛頓第三定律的探究

蘇立敏河北省泊頭市第一中學(xué)

對牛頓第三定律的探究

蘇立敏
河北省泊頭市第一中學(xué)

牛頓的三個(gè)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),也是整個(gè)力學(xué)的核心內(nèi)容。牛頓第一、二定律的研究對象是單個(gè)的受力物體,只能解決一個(gè)物體的受力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。而自然界中的物體都是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的。反映物體間相互作用規(guī)律的“牛頓第三定律”,是把一個(gè)物體受到的力與其它物體受到的力聯(lián)系起來的橋梁,它獨(dú)立地反映了力學(xué)規(guī)律的另一側(cè)面。因此它是對牛頓第一、二定律最有效的補(bǔ)充,學(xué)好這部分知識是學(xué)生能正確對物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)。對此，本人就此經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)，做了一個(gè)探究性教學(xué)設(shè)計(jì)，目的在于激發(fā)學(xué)生關(guān)心和重視生活中的物理，勇于探索、敢于創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的科學(xué)方法；激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識,培養(yǎng)創(chuàng)造能力，從而鍛煉學(xué)生的觀察能力、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力、邏輯思維能力、語言表達(dá)能力，讓學(xué)生全面掌握牛頓第三定律的本質(zhì)。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，是整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)所必須掌握的重要內(nèi)容，是整個(gè)力學(xué)的核心。牛頓第三定律揭示了自然界物體之間的聯(lián)系性和相互性，是我們以后學(xué)習(xí)動(dòng)量守恒定律等知識的基礎(chǔ)，所以掌握牛頓第三定律尤為重要。

本節(jié)教學(xué)是在學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和原有知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上展開的，在教學(xué)中抓住學(xué)生潛意識中的問題，利用實(shí)驗(yàn)探究逐層深入解決。通過本課題的學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對牛頓第三定律的理解，引導(dǎo)學(xué)生有意識地利用該定律解釋有關(guān)實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生分析歸納能力和尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析

本節(jié)課要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)探究、通過思考?xì)w納總結(jié)，明確作用力和反作用力之間的關(guān)系，從而理解牛頓第三定律的內(nèi)容，并能夠用來解決有關(guān)的實(shí)際問題。

三、學(xué)情分析

學(xué)生對力的概念有一定的理解，對常見的三種性質(zhì)力重力、彈力和摩擦力有一定的認(rèn)識，能對物體進(jìn)行基本的受力分析，也知道兩個(gè)物體間存在相互作用力，為本課的學(xué)習(xí)做好了知識方面的準(zhǔn)備。學(xué)生具備了一定的分析問題、解決問題能力，為本課的學(xué)習(xí)做好了能力方面的準(zhǔn)備。學(xué)生具有一定的研究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力和意識，具有一定的科學(xué)探究的思想，為本課的學(xué)習(xí)做好了思想意識上的準(zhǔn)備。學(xué)生對兩個(gè)物體間相互作用力的關(guān)系不是很了解，更沒有系統(tǒng)的概念，尤其對變速運(yùn)動(dòng)中作用力與反作用力等大的認(rèn)識被生活經(jīng)驗(yàn)掩蓋了，所以，突破學(xué)生對作用力與反作用力等大的認(rèn)識是關(guān)鍵。

四、教學(xué)重點(diǎn)

（1）作用力與反作用力共存、等大的理解和應(yīng)用；

（2）作用力與反作用力不能抵消觀點(diǎn)的認(rèn)識。

教學(xué)難點(diǎn)：在實(shí)際生活情境中體會作用力與反作用力等大的規(guī)律。

五、三維教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能。

（1）知道力的作用是相互的，理解作用力與反作用力的概念；

（2）會在具體問題中確定一對作用力和反作用力；

（3）理解牛頓第三定律的確切含義，能用它分析解決簡單的問題。

2.過程與方法。

（1）學(xué)生通過觀察分析生活中相互作用的現(xiàn)象，思考?xì)w納力的相互作用的規(guī)律；

（2）學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，探究力的相互作用的大小關(guān)系。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀。

（1）學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)觀察、討論探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)探索的興趣，培養(yǎng)尊重客觀事實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神；

（2）學(xué)生通過知識在實(shí)際生活的應(yīng)用，培養(yǎng)透過現(xiàn)象看本質(zhì)、溯本求源的意識。

六、教學(xué)過程

第一環(huán)節(jié)：強(qiáng)化作用力與反作用力共存的認(rèn)識，強(qiáng)化作用力與反作用力性質(zhì)相同、方向相反的認(rèn)識課前發(fā)給每位同學(xué)一只氣球，請同學(xué)們開動(dòng)腦筋想一想“利用你手中的氣球可以做什么”？嘗試各種方式方法實(shí)踐你的設(shè)想，并且利用所學(xué)習(xí)的科學(xué)知識加以解釋?？凑l的設(shè)計(jì)最有創(chuàng)意。這節(jié)課交流一下，利用手中的氣球可以做什么呢？給學(xué)生時(shí)間一個(gè)一個(gè)說清楚。對每一種設(shè)想，教師都強(qiáng)調(diào)說清誰是作用力？誰是反作用力？它們的方向如何？是什么性質(zhì)的力。在學(xué)生的潛意識里，并不關(guān)注反作用力的存在，也有學(xué)生不會分析反作用力。設(shè)計(jì)這些交流

的意圖是強(qiáng)化學(xué)生對反作用力存在的認(rèn)識，深化學(xué)生對作用與反作用共存的認(rèn)識、方向相反及性質(zhì)相同的認(rèn)識。

【體驗(yàn)探究1、2】、示范畫示意圖、學(xué)生畫示意圖，設(shè)計(jì)意圖還是在強(qiáng)化作用力與反作用力關(guān)系中性質(zhì)與方向的認(rèn)識。通過交流分享，同學(xué)間互相取長補(bǔ)短。

第二環(huán)節(jié)：學(xué)生體驗(yàn)探究作用力與反作用力大小的關(guān)系

【體驗(yàn)探究3】是想讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)可作用力與反作用力是等大的。但學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)讓他們對變速運(yùn)動(dòng)中作用力與反作用力等大的認(rèn)識又模糊了。如果問學(xué)生馬為什么能拉車向前跑，學(xué)生的回答往往是馬的拉力大；拔河、掰腕子誰會贏？學(xué)生的回答是誰勁大誰贏，但拉力比什么力大？勁比什么大卻分不清楚。

通過【體驗(yàn)探究4】引導(dǎo)學(xué)生走出誤區(qū)。磁鐵拉鉤碼的實(shí)驗(yàn)，意圖是使學(xué)生討論后達(dá)成共識：一個(gè)物體的狀態(tài)如何改變，取決于它的受力，物體間的作用力與反作用力總是大小相等。用彈簧秤拉綁有彈簧秤的木塊的實(shí)驗(yàn)，意圖是使學(xué)生體會并認(rèn)可：無論物體是靜止、勻速還是變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用力與反作用力總是大小相等的。作用力和作用力可以同時(shí)變化，在變化過程中保持大小相等。

這些工作都是為了讓學(xué)生體會研究物理問題的方法，最后能夠清楚的掌握，物體間的作用力與反作用力總是大小相等，又可引發(fā)出一些學(xué)生的另一個(gè)問題，作用力與反作用力能否抵消。從概念上講“物體之間的作用力與反作用力”說明兩個(gè)力作用在不同物體，不能抵消；從力的作用效果上講，每個(gè)力各自產(chǎn)生自己的作用效果，互不抵消。

第三環(huán)節(jié)：總結(jié)比較【交流分享3、4、5】設(shè)計(jì)意圖是希望通過比較學(xué)生能更好的理解牛頓第三定律的內(nèi)涵

本節(jié)課力圖從學(xué)生潛在的問題入手，通過體驗(yàn)探究、學(xué)生交流分享，歸納總結(jié)自己對牛頓第三定律的理解，并在每個(gè)環(huán)節(jié)的問題中加以應(yīng)用。