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第16章 牛顿第三定律

一、教学目标

1.在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系,掌握牛顿第三定律的内容。

2.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。

二、重点、难点分析

1.本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用力的关系,学生不应把对它们的认识只停留在大小和方向上。学生应该掌握对作用力和反作用力的正确判断。

2.作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处,也有不同之处,学生常常把这两种力混淆。两个相互作用力是大小相等的,但对两个物体产生的效果往往也是不同的,要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识。

三、教具

1.演示两物体间的相互作用力为弹力的小车、弹簧片、细线;2.演示两物体间的相互作用力为摩擦力的三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒;3.演示两物体间的相互作用力为静电力的通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸;4.演示两物体间的相互作用力为磁场力的小车、磁铁等;5.演示两个学生间相互作用力的小车、绳;6.演示相互作用力大小关系的弹簧秤。

四、主要教学过程

(一)引入新课。

人在划船时用桨推河岸,发生了什么现象呢?船离开了岸。这个问题在初中已经研究过,当时对这个问题的解释是:物体间力的作用是相互的。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。下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系。

(二)教学过程设计。

1.物体间力的作用是相互的。

我们通过几个实验来研究今天的内容。通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系。在实验中大家要注意观察现象,分析现象所说明的问题。

实验1.在桌面上放两辆相同的小车,两车用细线套在一起,两车间夹一弹簧片。当用火烧断线后,两车被弹开,所走的距离相等。

实验2.在桌面上并排放上一些圆杆,可用静电中的玻璃棒。在棒上铺一块三合板,板上放一辆遥控电动玩具小车。用遥控器控制小车向前运动时,板向后运动;当车向后运动时板向前运动。

实验3.用细线拴两个通草球,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。

实验4.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,放手小车两车被推开;当异名磁极接近时,两辆小车被吸拢。

实验5.把两辆能站人的小车放在地面上,小车上各站一个学生,每个学生拿着绳子的一端。当一个学生用力拉绳时,两辆小车同时向中间移动。

实验分析:①相互性:两个物体间力的作用是相互的。施力物体和受力物体对两个力来说是互换的,分别把这两个力叫做作用力和反作用力。

②同时性:作用力消失,反作用力立即消失。没有作用就没有反作用。

③同一性:作用力和反作用力的性质是相同的。这一点从几个实验中可以看出,当作用力是弹力时,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等。

④方向:作用力跟反作用力的方向是相反的,在一条直线上。

⑤大小:作用力和反作用力的大小在数值上是相等的。

2.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。

教师举几个作用力和反作用力的实例。

提问:学生举例说明。

既然两个物体间的作用力和反作用力是大小相等的,为什么会出现这种情况:鸡蛋与石头相碰时,鸡蛋破碎而石头不破碎;马拉车时,车会向前走而马不后退呢?

鸡蛋碰石头和石头碰鸡蛋的结果都是鸡蛋破碎,同样大小的力作用在两个物体上会产生不同的效果。效果不同是什么原因呢?

这个效果由物体本身的特性和物体受到其他力的情况有关。物体能够承受的压强大就不易损坏;物体是否发生运动状态的变化还要看物体受到的其他力的情况。

3.作用力、反作用力跟平衡力的区别

前面学习物体受到的平衡力的关系时曾提到,它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通过列表的方式加以比较。

受力物体力的性质同时性

作用与反作用两个相同同时

平衡力同一个相同或不同可不同(这时已不叫平衡力了)

在列表的同时用相应的例子加以说明。

(三)小结本节内容和布置作业。

五、说明

1.牛顿第三定律是从实验中得出的。这里设计的几个实验除实验5外都体现了作用力跟反作用力间的关系,实验5是为提高课堂的活跃程度而设计的。每做一个实验都应把实验装置画在黑板上,并讲清实验装置,留在黑板上的图是为后面分析实验总结出规律用的。

2.牛顿第三定律的教学除了让学生掌握定律的内容外,还应通过教学使学生体会研究物理规律的方法。在教学中要培养学生的思考能力,让学生多发表自己的看法。在学生的积极性调动起来后,教师要注意对课堂的控制。

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