摘要:本文從生活實(shí)例出發(fā),引出作用力與反作用力。再分組實(shí)驗,讓學(xué)生自主探究作用力與反作用力的關(guān)系,加深理解,然后教師用力傳感器演示運(yùn)動狀態(tài)下作用力與反作用力大小的關(guān)系(考慮到有的學(xué)校沒有力傳感器實(shí)驗儀器,在運(yùn)動的小車上固定兩個彈簧對拉),得出牛頓第三定律,并引導(dǎo)學(xué)生得出作用力與反作用力的同時性和力的性質(zhì)相同。最后分析牛頓第三定的應(yīng)用和意義。
關(guān)鍵詞:作用力與反作用力 牛頓第三定律
【教學(xué)目標(biāo)】
(1)體驗力的作用是相互的。
(2)理解掌握牛頓第三定律,并能用它解釋生活中的有關(guān)問題。
【教學(xué)重點(diǎn)】
(1)探究作用力與反作用的關(guān)系
(2)理解牛頓第三定律并會分析實(shí)際問題
【教學(xué)難點(diǎn)】
掌握牛頓第三定律并用它分析實(shí)際問題
【教學(xué)器材】
每組學(xué)生:彈簧測力計(4個)、細(xì)繩套的橡皮筋(2個)、小磁針(兩個)、條形磁鐵2根
教師器材:小車2個,彈簧測力計2個,力學(xué)傳感器一套
【教學(xué)設(shè)計】
引入:(1)請一個同學(xué)上臺,身體前傾,雙手伸直放在桌子邊沿,雙腳著地,人趴在桌子上面。
教師:請問怎樣才能使你自己直立起來?
學(xué)生:用力推桌子
教師總結(jié):人推桌子,桌子推人,人就可以直立起來。說明力的作用是相互的
總結(jié):在這里我們就把人和桌子間相互存在的一對力,叫做作用力和反作用力(板書),如果人受到桌子的力叫做作用力,則桌子給人的力叫做反作用力。作用力和反作用力在我們的生活中是廣泛存在的。
(2)引導(dǎo)學(xué)生回顧生活中有關(guān)作用力和反作用力的其他實(shí)例。學(xué)生列舉生活中的一些實(shí)例,如鼓掌左手拍右手,異名磁極相互吸引等
新課:(一)作用力和反作用力有何關(guān)系?請大家從力的三要素大小,方向,作用點(diǎn)去探究
1、探究作用力和反作用力大小關(guān)系(學(xué)生探究)
實(shí)驗1.將A和B兩個彈簧秤的掛鉤水平掛在一起,然后對拉。拉到一定的狀態(tài),保持靜止不動。改變拉力,保持靜止不動,再次記錄兩彈簧讀數(shù)。
現(xiàn)象:大部分同學(xué)的彈簧秤時數(shù)相等,小部分學(xué)生的甲乙彈簧秤示數(shù)不同。
分析原因:示數(shù)不同的在實(shí)驗前沒有把彈簧秤調(diào)零。
結(jié)論:在誤差允許范圍內(nèi),作用力和反作用力大小相等
2、探究作用力和反作用力方向關(guān)系(學(xué)生探究)
實(shí)驗2:把兩個條形磁體固定在小車上,兩小車擺在同一直線上,異名磁極相對。再同名磁極相對。
現(xiàn)象:異名磁極放置時,兩小車相互吸引,相向運(yùn)動;同名磁極放置時,兩小車相互排斥,朝相反方向運(yùn)動
結(jié)論:作用力和反作用力方向相反
實(shí)驗3:把甲小磁針擺在桌面上靜止不動,乙小磁針放在附近,(兩個小磁針靠近但不接觸),撥動乙小磁針,總是異名磁極相對,以甲為中心,讓乙小磁針緩慢圍繞甲轉(zhuǎn)動
現(xiàn)象:兩個小磁針總是異名磁極相對,兩個小磁針總在同一直線上。
實(shí)驗4:甲橡皮筋一端掛在鐵架臺上,另一端通過細(xì)繩套與乙橡皮筋某一端相掛,乙橡皮筋另一端用手抓住.用力將兩橡皮筋拉直.觀察兩橡皮筋的方向。多次改變拉力方向,重復(fù)以上實(shí)驗。
現(xiàn)象:無論如何改變方向,兩橡皮筋和細(xì)繩套總在同一直線上
實(shí)驗3和4結(jié)論:作用力和反作用力總是在同一直線上
教師:兩個彈簧測力計對拉靜止時候發(fā)現(xiàn)讀數(shù)相等,當(dāng)物體運(yùn)動時,作用力和反作用是否還相等呢?
教師演示實(shí)驗:將A力學(xué)傳感器固定在一個長方體物體上,另一個B力學(xué)傳感器拉著A運(yùn)動,觀察在電腦上顯示的作用力與反作用力的圖案。
現(xiàn)象:發(fā)現(xiàn)無論加速或減速或勻速,作用力與反作用力總是大小相等,方向相反。
如果沒有力學(xué)傳感器,可以在兩個小車上都固定一個彈簧測力計),將兩小車先拉開一定距離,再松手,對小車運(yùn)動進(jìn)行攝影,用暴風(fēng)影音進(jìn)行播放。按一下暫停,在按鍵盤上的左右方向鍵一幀一幀進(jìn)行播放,觀察兩彈簧讀數(shù)是否相等。(根據(jù)實(shí)際情況可以在小車上增加其他物體,使松手后小車較慢運(yùn)動,攝影更清晰一些)
現(xiàn)象:在誤差允許范圍內(nèi),兩彈簧讀數(shù)相同
結(jié)論:無論運(yùn)動狀態(tài)如何,作用力與反作用力總是大小相等,方向相反。
3、探究作用力和反作用力作用點(diǎn)關(guān)系
經(jīng)分析易知,作用力和反作用力分別作用在兩個物體上
(二)牛頓第三定律: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。
牛頓第三定律數(shù)學(xué)表達(dá)式: (負(fù)號表示反作用力 與作用力F的方相反)
理解:1、“總是”是強(qiáng)調(diào)對于任何物體,任何情況下均成立,而不論物體的運(yùn)動狀態(tài)。
2、作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生、變化及消失。
3、雖然兩者大小相等、方向相反,但分別作用在兩個物體上,效果不能抵消。
觀察兩個力學(xué)傳感器的圖像,發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力同時產(chǎn)生,同時消失,同時變化。
引導(dǎo)學(xué)生,總結(jié)出作用與反作用力的同時性
根據(jù)前面的幾個實(shí)驗,兩個彈簧對拉,作用力與反作用力都是彈力,異名磁極相互吸引,作用力與反作用力都是磁力??偨Y(jié)出作用力與反作用力力的性質(zhì)相同。
(三)應(yīng)用:列舉生活中一些常見的跟牛頓第三定律有關(guān)的實(shí)例。展示人用漿劃船圖片,播放我國火箭發(fā)射視頻,讓學(xué)生分析作用力與反作用力
人用漿劃船,漿向后劃,水給漿一個向前的力?;鸺l(fā)射向后噴氣,氣體對火箭有力的作用。
牛頓第三定律意義:牛頓第一定律和第二定律告訴我們一個物體在受力或不受力時的運(yùn)動情況。
牛頓第三定律指出作用力與反作用力的關(guān)系,它是把物體受到的力與其他物體受到的力聯(lián)系起來的橋梁。有了它就會把受力分析的對象從一個物體擴(kuò)展到多個物體。對研究多物體間力和運(yùn)動的關(guān)系有重要,也是后面碰撞問題研究的基礎(chǔ)。牛頓的三大運(yùn)動定律構(gòu)成了物理學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ),為物理科學(xué)的建立提供了基本定理。三大定律的推出、地球引力的發(fā)現(xiàn)和微積分的創(chuàng)立使得牛頓成為過去一千年中最杰出的科學(xué)巨人。朗讀蒲柏(英國詩人)寫的詩歌和牛頓自己的名言。
【作業(yè)布置】
教材課后練習(xí) 2,3題
基金項目:湖南省教育科學(xué)規(guī)劃十三·五課題《普通高中物理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)空間課堂建設(shè)的研究》(XJK016BZXX014)
作者簡介:
伍艷(1984—),女,湖南新化人,中學(xué)一級教師,主要從事中學(xué)物理教學(xué)研究。