教案B教學目標一、知識與技能1.知道作用力與反作用力的概念。2.理解、掌握牛頓第三定律。3.區(qū)分平衡力跟作用力與反作用力。二、過程與方法1.通過學生自己設計實驗，培養(yǎng)學生的獨立思考能力和實驗能力。2.通過用牛頓第三定律分析物理現象，可培養(yǎng)學生分析解決實際問題的能力。三、情感、態(tài)度與價值觀1.培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和團結協作的科學精神。2.培養(yǎng)學生敢于實踐，勇于創(chuàng)新的精神，讓學生體驗物理世界普遍存在的對稱美。教學重點、難點 教學重點1.掌握牛頓第三定律，并用它分析實際問題。2.區(qū)分平衡力和作用力與反作用力。 教學難點區(qū)分平衡力和作用力與反作用力。教學過程一、導入新課前面學習力的概念時，我們就一起討論過物體間的作用是相互的，A對B作用的同時B對A也有作用。正所謂“孤掌難鳴”，兩只手才能拍響，請大家都拍拍手體會一下物體間的作用是不是相互的？如何能看出來兩手間的作用是相互的？二、進行新課（一）作用力和反作用力學生談體會：兩只手都拍紅了，拍疼了。所以兩手間的作用是相互的。日常生活中有太多的實例可以證明物體間的作用是相互的。例如坐在椅子上推桌子，也會感到桌子在推我們，我們的身體要后仰；一只船上的人用手推另一只船，兩只船將開始向相反的方向運動等。物體之間的作用是相互的，我們把物體之間的一對相互作用力叫做作用力和反作用力。教師提問：AB之間有相互作用，A對B有作用力的同時B對A也有作用力，請問哪一個力是作用力？哪一個是反作用力？牢記：相互作用的一對力，任選其中一個稱為作用力，則另一個稱為反作用力。演示實驗如圖4-5-2所示。在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當磁鐵的同名磁極靠近時，放手小車兩車被推開；當異名磁極接近時，兩輛小車被吸攏。圖圖4帶領學生觀看視頻文件。下面我們一起來研究作用力與反作用力之間的關系，請同學們想一想，我們應該從哪幾個方面著手來研究？（二）牛頓第三定律力的三要素：大小、方向、作用點。1.大小關系要比較作用力與反作用力的大小關系，最好能測量出作用力與反作用力的大小，再進行比較。在實驗室中，常用的測力工具就是彈簧秤?，F在每位同學的座位上均擺放了兩個彈簧秤，還有一些木塊小車等。請大家分組設計實驗，然后每組派一個代表說出各組的設計思想，大家相互補充指正。學生開始著手設計，教師巡視。學生派代表說出各自的想法，師生一起討論指正，并比較得出較合適的方法。通過剛才的比較分析，我們發(fā)現最直接簡便的方法就是將兩個彈簧秤的掛鉤鉤在一起對拉，如圖4-5-3所示。A彈簧秤對B彈簧秤的拉力和B彈簧秤對A彈簧秤的拉力是作用力和反作用力。A彈簧秤的示數反映的是A對B的拉力，B彈簧秤的示數反映的是B對A的拉力。請大家分別用不同的力對拉，觀察兩彈簧的示數的大小關系如何？圖4圖4學生分組實驗。教師提問：通過剛才的實驗，大家發(fā)現作用力與反作用力的大小關系是怎樣的?。繉W生回答：目前的實驗結果告訴我：作用力與反作用力始終是大小相等的。觀看實驗動畫，加強感官印象。教師活動：下面請一個同學（身高應矮一點）上來，與老師進行拔河比賽（不用繩子，手與手對拉）。師生互動實驗：老師和一個小個子同學進行拔河比賽，結果發(fā)現老師勝了，學生輸了。教師提問：對剛才的實驗，先請一位同學從中至少找出一對作用力與反作用力。學生回答：老師對地面的擠壓和地面對老師的支持力；老師對地面的摩擦力和地面對老師的摩擦力；老師拉學生的力和學生拉老師的力等。教師提問：老師拉學生的力與學生拉老師的力大小關系如何？學生回答：老師拉學生的力大于學生拉老師的力。學生回答：不對，剛才的實驗我們不是發(fā)現作用力與反作用力大小相等嗎？老師拉學生的力與學生拉老師的力是作用力與反作用力，應該大小相等。教師提問：剛才的兩位同學哪一位說得對呢？我們又該如何來驗證呢？學生思考，久久不能回答。教師提問：其實我們完全可以再利用兩個彈簧秤來模擬拔河過程。其中一個彈簧秤相當于老師，另一個相當于學生，并分兩種情況進行。（1）兩彈簧秤勾在一起對拉，處于靜止不動時（模仿拔河比賽，雙方處于僵持狀態(tài)）。（2）兩彈簧秤勾在一起拉，并向一方運動（相當于比賽繩子被拉向一方時的狀態(tài)）。（學生分組實驗）：做5分鐘時間，教師巡回指導，并要求學生對秤先校零，讓學生自己總結出在各種狀況下，兩拉力大小的關系。演示實驗：老師親自用大彈簧秤和小彈簧秤模仿拔河比賽，正確做好示范動作，并畫圖進行解釋，注意兩力的方向，得出自己的結論。觀看拔河動畫。牢記：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等。帶領學生做教材上P82的做一做：用傳感器探究作用力與反作用力的關系。把一只力傳感器連在計算機上，傳感器的鉤子上掛鉤碼，鉤子受力的大小隨時間變化的情況可以由計算機屏幕顯示。實驗時，把兩只力傳感器同時連在計算機上，其中一只系在墻上，另一只握在手中。計算機中橫坐標上下兩條曲線分別表示兩只傳感器受力的大小。用力拉一只傳感器，可以看到，在一只傳感器受力的同時，另一只傳感器也受到力的作用，而且在任何時刻兩個力的大小都是相等的、方向都是相反的。運動中兩物體間的作用力與反作用力同樣是大小相等的，這點從計算機屏幕上也可以清楚地顯示。把一只傳感器系在一個物體上，另一只握在手中，當通過傳感器用力拉物體時，盡管物體運動狀態(tài)可能變化，力的大小也可能隨時間變化，但在任何時刻，作用力與反作用力總保持大小相等。例1．當兩只手分別用20N的力在同一直線上沿相反方向拉彈簧秤的掛鉤和手拉環(huán)，彈簧秤的示數是多少？答案：20N解析：先將彈簧秤一端固定在墻上，另一端用20N力拉，彈簧承受的拉力是20N，示數是20N，同時彈簧秤對墻的拉力也是20N，墻對彈簧秤的拉力是20N，然后用手模擬墻的作用，左手不動，彈簧一端固定在左手上，另一端用右手拉，彈簧秤示數20N，彈簧秤對左手拉力20N，同時左手對彈簧秤的拉力也是20N。例2．瘦弱的男子和一個大力士“掰腕子”，兩手間的作用力與反作用力一樣大嗎？以卵擊石，雞蛋“粉身碎骨”，但石頭“安然無恙”，是不是雞蛋對石頭的力小，石頭對雞蛋的力大？答案：（1）兩手間的作用力與反作用力是大小相等的，大力士會贏的原因是大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力，所以“掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小。不要嘗試與大力士進行比賽，懸殊太大容易出現骨折危險。（2）雞蛋石頭間作用力與反作用力也是大小相等的，只不過雞蛋所能承受的力遠小于石頭能承受的力。2.方向關系教師提問：作用力與反作用力的方向有什么關系呢？學生回答：從我們做過的探究實驗，我發(fā)現作用力與反作用力應該是方向相反，作用在同一直線上。教師評價：回答得很好！大量事實表明：作用力和反作用力方向相反，在同一直線上。3.作用點教師提問：現在我們來討論作用力與反作用力的作用點的問題。例如，AB之間有相互作用，A對B的力與B對A的力是作用力與反作用力。那A對B的力作用點在什么地方？B對A的力作用點又在什么地方？學生回答：A對B的力作用點在B上，B對A的力作用點在A上，所以作用力與反作用力的作用點在相互作用的兩個物體上。4.牛頓第三定律定義：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。這就是牛頓第三定律。理解：定義中的“總是”是強調對于任何物體，在任何情況下均成立。（1）不管物體大小形狀如何。（2）不管物體的運動狀態(tài)如何。（3）作用力與反作用力是同時產生、變化及消失。在生產生活中牛頓第三定律的例子是很多的。劃船時槳向后推水，水就向前推槳，從而將船推向前進。與此類似，輪船的螺旋槳放置時也是向后推水，水同時給槳一個反作用力，推動輪船前進。汽車的發(fā)動機驅動車輪轉動，由于輪胎和地面間的摩擦，車輪向后推地面，地面給車輪一個向前的反作用力，使汽車前進。汽車受到的牽引力就是這樣產生的。若把驅動輪架空，不讓它跟地面接觸，這時車輪雖然轉動，但車輪不推地面，地面就不產生向前的推力，汽車就不會前進。例3.在太空中沒有空氣，火箭前進的動力是誰提供的？答案：火箭某時刻噴出的氣體與火箭前一刻噴出的氣體間有相互作用，前一刻噴出的氣體給后一刻的氣體以反作用力，從而推動火箭前進。（更準確答案參照動量守恒）（三）物體的受力分析1.重力、彈力和摩擦力重力的作用點是物體的重心，方向豎直向下。物體所受的彈力和摩擦力則是與它接觸的物體對它的作用力。當兩個接觸面相互擠壓時，接觸面存在著彈力，通常稱為壓力，方向接觸面垂直；當兩個粗糙的接觸面發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，接觸面便存在著滑動摩擦力或靜摩擦力，力的方向與接觸面平行。例4．如圖4-5-4（甲）所示，豎直墻壁光滑，分析靜止的木桿受哪幾個力作用。圖4-5-4審題：首先選取研究對象——木桿，其次按順序畫力：①重力Ｇ—圖4解析：桿受重力Ｇ，方向豎直向下；彈力N1，垂直于墻且指向桿，彈力N2，垂直于地面且指向桿；地面對桿向左的摩擦力f。如圖4-5-4（乙）所示.圖4-5-4總結：受力分析時應按步驟分析，桿受的各力應畫在實際位置上。不要將各力的作用點都移到重心上去。F圖4-5-5例5．小木塊放在傾角為的斜面上，受到一個水平力F（F≠F圖4 A．β=0 B．向右上方，β＜ C．向右上方，β＞ D．向左上方，β＞圖4-5-6αNMGF1F2FN解析：如圖4-5-6所示，物體受到重力mg，支持力FN，外力F和靜摩擦力Ff四個力的作用，由于小木塊處在平衡狀態(tài)，可知支持力和靜摩擦力的合力方向一定與重力和推力的合力方向相反，由于F的大小未知，故其與G的合力方向可能落在斜面的垂線MN的左下方，（F較小對應圖中F1）這時摩擦力和支持力的合力方向就落在MN與豎直線的夾角內，即β<，故D正確；F與G的合力方向也可能落在斜面的垂線MN圖4αNMGF1F2FN答案：D2.作用力、反作用力與平衡力教師提問：前面在研究拔河時我們知道老師拉學生的力大小等于學生拉老師的力，且方向相反，既然大小相等，方向相反，這兩個力就會相互抵消、相互平衡，那拔河還有什么勝負之分??？但事實拔河確實有勝負之分啊？有沒有同學能想明白這是怎么回事？學生思考。教師引導：其實根本原因就在于大家把一對平衡力和一對作用力反作用力的概念混淆了。請大家回憶一下什么是一對平衡力。平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運動狀態(tài)。一對平衡力：如果兩個力作用在同一個物體上且使這個物體處于平衡狀態(tài)，則這兩個力是一對平衡力。一對平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，最重要是作用在同一物體上。教師總結：從上面兩個概念我們應該可以看出，一對平衡力與我們今天學習的作用力與反作用力唯一不同的地方就在一對平衡力作用在同一物體上，可以分解合成，所以它們的作用效果可以相互抵消；一對作用力與反作用力是作用在兩個物體上，它們的作用效果是無法抵消的。比如讓兩個人頭對頭猛撞一下，A頭對B頭的力和B頭對A頭的力是作用力和反作用力，但它們各自產生的效果是不能相互抵消的，兩個人的腦袋都腫了。教師總結：拔河的勝負在于分別對老師和學生進行受力分析，看他們間的相互拉力能否克服各自的摩擦力。再看一遍拔河動畫。一對平衡力一對作用力與反作用力作用在同一物體上作用在兩個物體上作用效果可以相互抵消作用效果無法抵消力的性質不一定相同一定是同性質的力一個力的變化不一定影響另一個力一定同時產生，變化及消失例6．如圖4-5-7所示，掛在豎直懸繩上的物體受到幾個力的作用？這些力的反作用力各是哪些力，都作用在哪些物體上？在這些力中，哪些是作用力和反作用力？哪些是一對平衡力？FFG圖4-5-7答案：物體受兩個力作用：重力、繩子對物體的拉力；重力的反作用力是物體對地球的吸引力（近似），繩子對物體的拉力的反作用力是物體對繩子的拉力。物體受到的重力和繩子對物體的拉力是一對平衡力。N1G例7如圖N1G解析：對物體進行受力分析：圖4-5-8物體受桌面對它的支持力和重力。由于物體是靜止的，根據牛頓第一定律，N1與G大小相等，又因為桌面對物體的支持力N圖4用力與反作用力，根據牛頓第三定律有N2=N1，所以N2=G，即物體對桌面壓力的大小等于物體所受的重力。3.受力分析要點正確地對物體進行受力分析，是解決力學問題的前提和關鍵之一，是動力學問題。對物體進行受力分析應該注意以下幾點：首先明確研究對象并把其隔離出來。其次養(yǎng)成按一般步驟分析的習慣，以免漏分析某個力，步驟如下：（1）非接觸力，目前主要是重力。（2）接觸力：尋找與研究對象接觸的物體，兩接觸物體間最多產生兩種力（彈力和摩擦力）。（3）其他已知的一些力。主要包括已知的外界所加的力或空氣阻力等。（4）分析研究對象所受的力，不分析研究對象對別的物體施加的力。（5）只分析按性質命名的力。（6）每分析一個力必須找到對應的施力物體。（7）分力與合力不能同時存在。4.作用力、反作用力和平衡力之間的區(qū)別和聯系關系類別作用力和反作用力平衡力相同大小相等相等方向相同，作用在同一條直線上相同，作用在同一條直線上不同作用點作用在兩個不同的物體上作用在同一個物體上性質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）產生同時產生同時消失不一定同時產生同時消失三、課堂小結牛頓第三定律揭示了力的作用的相互性，即兩個相互作用的物體之間必然同時存在一對作用力與反作用力，這兩個物體互為施力物體和受力物體，由于人們生活中的直覺錯誤和對牛頓第三定律及作用力與反作用力性質認識不清，出現了錯誤認識。