第5节 牛顿第三定律
三维目标
(1)知识与技能
1、知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念
2、理解并能准确表述牛顿第三定律,能用其解释生活中的现象
3、能够区分平衡力与作用力和反作用力
4、培养观察、分析、归纳、总结能力
(2)过程与方法
1、通过学生感受、实验、观察、探究、分析和归纳等过程,帮助学生逐步理解和揭示作用力和反作用力的基本规律
2、运用牛顿第三定律分析、解释物理现象,培养学生分析解决实际问题的能力。
(3)情感、态度与价值观
利用物理知识来分析解决生活中实际问题,培养学生学习兴趣,激发学生学习的自信心和成就感。
教学重点
牛顿第三定律的理解与应用
教学难点
1、作用力与反作用力与平衡力的区别
2、作用力与反作用力与运动状态无关
教学方法
实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学
教学用具
弹簧秤、磁铁、遥控玩具小汽车、一块三合板、力传感器、多媒体教学设备。
教学过程设计
(一)进行新课
【学生感受】用力拍手
请学生谈感受,教师根据学生的感受,引出作用力和反作用力。
【大屏幕】作用力和反作用力
当一个物体对另一个物体施加力的作用时,这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用,我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力。
【过渡】问题:当我们研究一个力或一对相互作用力时,我们一般从那些方面来研究呢?
学生回答:从力的三要素来研究。
下面我们一起来对作用力和反作用力进行一次全面的研究,首先我们从力的三要素来研究它们之间的关系。
【大屏幕】一、大小关系:
问题:首先请学生猜想一下作用力和反作用力的大小有什么关系呢?
学生猜想讨论
【屏幕】【演示1】力传感器静止时显示作用力和反作用力的大小关系。
演示前可先让学生猜想电脑上显示的作用力的图形形状和反作用力的图形形状应该有什么关系?(对称)
【演示2】力传感器运动时显示作用力和反作用力的大小关系。
演示前可先让学生猜想电脑上显示的作用力的图形形状和反作用力的图形形状应该有什么关系?(对称)
下面我们自己来验证一下
【学生分组实验】两只弹簧秤校零之后,钩在一起向外拉,观察静止和运动状态下两弹簧秤的示数是否相等。
由学生观察总结得出结论:
【大屏幕】得出结论:作用力和反作用力大小相等,与运动状态无关。
【大屏幕】二、方向关系:
问题:下面请同学们猜想一下作用力和反作用力的方向有什么关系呢?
学生猜想
【演示3】在两辆小车上各固定一根条形磁铁,当磁铁的同名磁极靠近时,放手小车两车相互远离;当异名磁极接近时,两辆小车相互靠近。
【演示4】
用细线拴两个带电的通草球,当两个通草球带同种电荷时,相互推斥而远离;当带异种电荷时,相互吸引而靠近。
【演示5】三合板下放一些圆柱体,遥控玩具小车放在三合板上向前运动,与之接触的三合板向后运动
由学生观察总结得出结论:
【大屏幕】作用力和反作用力作用在同一条直线上,方向相反。
【大屏幕】三、作用点:
教师举例分析学生总结得出结论:
【大屏幕】作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上。
【过渡】关于作用力和反作用力的规律最早由牛顿总结出来的,我们称之为牛顿第三定律
【大屏幕】四、牛顿第三定律:
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在两个不同的物体上。
【过渡】前面的研究我们知道相互作用力有等大反向共线的特点,接下来我们继续从其它的一些方面来研究他们还存在哪些关系。
首先由老师列举一些作用力请同学们说出它的反作用力。
【问题1】 人走路时,存在几对相互作用力?他们这几对力的性质有什么特点?
由老师提示学生总结得出作用力和反作用力的性质关系:
【大屏幕】作用力和反作用力性质相同。
【问题2】以卵击石,卵碎而石头完好,说明石头对卵的力大于卵堆石头的力对吗?
讨论 引导 分析:不对,相互作用力一定相等,卵破说明卵的承受力小。
我们看到等大的作用力和反作用力产生了不同的效果!
【讨论】相互作用力是否可以产生相同的作用效果呢?(举例说明)
【大屏幕】作用力和反作用力的作用效果不一定相同。
教师从理论上分析。
【问题】上面我们从作用力和反作用力的性质和效果对它们进行了研究,下面我想问同学们,从作用力和反作用力产生的时间上来看有什么关系呢?请学生举例说明
【大屏幕】作用力和反作用力的同时产生,同时消失,同向变化。
【大屏幕】如图所示,天花板下用一根绳子吊住一个小球处于静止
状态, 小球受重力和绳对小球的拉力,它们等大反向作用
在一条直线上,所以是相互作用力吗?
【讨论】平衡力与相互作用力的区别于联系
下面通过列表的方式加以比较:
【大屏幕】
关系
类 别
作用力和反作用力
平衡力
相同
大 小
相等
相等
方 向
相同作用在同意条直线上
相同作用在同意条直线上
不同
作用点
作用在两个不同的物体上
作用在同一个物体上
性 质
相同
不一定相同
效 果
不一定相同(不可抵消)
一定相同(可抵消)
产 生
同时产生同时消失
不一定同时产生同时消失
?在列表的同时用相应的例子加以说明。
(二)随堂练习【大屏幕】
1、一匹马拉着车在路上走,试分析以下各情况下马对车的拉力和车对马的拉力大小关系:
A、车陷进泥潭里,马没有拉动车。
B、马拉着车在马路上匀速前进时。
C、马拉着车在马上加速前进时。
D、到达地点它们要停下来时。
根据以上各种情况,我们可以总结出什么规律?
2、下列说法正确的是( )
A、鸡蛋与石头相碰时,鸡蛋破碎而石头不破碎,是因为石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力。
B、马拉车加速前进时,马对车的拉力等于车对马的拉力,车之所以加速是因为马对车的拉力大于车受到的摩擦力。
C、人走在沼泽地里时人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的压力所以容易陷进去。
D、若A受到B的分子力,那么B受到A的力也一定是分子力。
3、放在水平面上的物体,我们认为物体的重力大小等于物体对水平面的压力,试从理论的角度来解释原因。
4、一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了,对这个过程中作用于双方的力的关系,不正确的说法是
大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
大人拉小孩的力不一定比小孩拉大人的力大
大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
地面对大人的最大静摩擦力一定比地面对小孩的最大静摩擦力大
【课后讨论】
1、甲、乙两人发生口角,甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤,法院判决甲应支付乙的医药费。甲狡辩说:“我打了乙一拳,根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等,乙对我也有相同大小的作用力,所以乙并没有吃亏。”那么,如果你是法官,你对这一事件怎么判决呢?
2、既然作用力与反作用力大小相等,那么为什么在拔河比赛中最终又总能分出胜负?
3.你能估算一下你对地球的吸引力是多少吗?
(四)小结本节内容和布置作业
设计说明
牛顿第三定律是通过实验得到的,在这一节课中要充分让学生体会到这一点。通过本节课的教学,要让学生在学习物理知识的同时,学会物理学研究现象、总结规律的方法
参考答案:
1、四种情况下,马对车的拉力和车对马的拉力大小均相等
2、BD
3、由平衡条件可知,物体所受到的重力与桌面对物体的支持力大小相等,又因为物体受到的支持力和物体对桌面的压力是一对作用力和反作用力,所以物体对桌面的压力大小等于物体的重力
4、解析:作用力和反作用力总是大小相等的,大人与小孩手拉手比力气时,无论是相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中,大人拉小孩的力与小孩拉大人的力总是相等的。大人为什么能把小孩拉过来呢?关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同,答案为A B。
板书设计:
第5节 牛顿第三定律
作用力和反作用力
一.大小关系:作用力和反作用力大小相等,与运动状态无关。
二.方向关系:作用力和反作用力作用在同一条直线上,方向相反。
三、作用点:作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上。
四、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在两个不同的物体上。
作用力和反作用力性质相同。
作用力和反作用力的同时产生,同时消失,同向变化。
作用力和反作用力的作用效果不一定相同。
关系
类 别
作用力和反作用力
平衡力
相同
大 小
相等
相等
方 向
相同作用在同意条直线上
相同作用在同意条直线上
不同
作用点
作用在两个不同的物体上
作用在同一个物体上
性 质
相同
不一定相同
效 果
不一定相同(不可抵消)
一定相同(可抵消)
产 生
同时产生同时消失
不一定同时产生同时消失
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