j.Co M 5 牛頓第三定律
整體設計
牛頓第一定律和牛頓第二定律解決的是單個物體在不同的力學情境下所遵循的規(guī)律問題，但是自然界是物質的，不同的物體之間是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的.對于力，不能脫離受力物體和施力物體而獨立存在，討論時必然要涉及施力物體與受力物體間的相互作用及它們之間所遵循的規(guī)律，牛頓第三定律揭示的恰恰就是這一規(guī)律.正是由于牛頓第三定律才使得我們更加全面地認識到物質世界的關系及其運動規(guī)律，現實生活中許多實際問題得以圓滿順利地解決.事實上，牛頓第三定律是如此地重要和深入人心，以致我們常常是不自覺地應用卻感覺不到它的存在.但是，對具體問題的研究過程中，若細致深入追究起來，又似乎不是那么順理成章.
教材對于牛頓第三定律的討論是漸次深入逐層推進的：先通過司空見慣的實例得到物體之間的作用力和反作用力的概念，再通過實驗總結出作用力反作用力的定量關系，然后分析匯總得出牛頓第三定律.最后再回到實際應用中去，讓學生體會牛頓第三定律的應用，以達到定律的深入理解和融匯貫通的目的.
重點
對牛頓第三定律的理解及應用.
難點
作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別.
課時安排
1課時
三維目標
知識與技能
1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念.
2.理解牛頓第三定律的確切含義，會用它解決有關問題.
3.會區(qū)分平衡力與作用力和反作用力.
過程與方法
１.觀察生活中力的相互作用現象，思考力的相互作用的規(guī)律.
２.通過實驗探究力的相互作用規(guī)律.
３.通過鼓勵學生動手、大膽質疑、勇于探索，可提高學生自信心并養(yǎng)成科學思維習慣.
情感態(tài)度與價值觀[來源:學科網]
１.經歷觀察、實驗、探究等學習活動，培養(yǎng)尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度.
２.通過研究性學習，獲得成功的喜悅，培養(yǎng)學好物理的信心.
３.培養(yǎng)與人合作的團隊精神.
課前準備
彈簧、彈簧測力計兩個、力傳感器、鉤碼、計算機.
教學過程
導入新課
實驗導入
拔河比賽是一項很有趣的娛樂活動，為探究雙方作用力的情況，把兩隊運動員簡化為兩個人，一個高大強壯的男生與一個瘦小柔弱的女生.讓他們各拿著一個完全相同的測力計對拉.將實驗分成如下步驟并讓學生仔細觀察.
1.讓女生“主動”施力，兩測力計的示數情況如何？
2.讓男生“主動”施力，兩測力計的示數情況又如何？
3.讓男生穿上溜冰鞋站在水泥地上，女生穿運動鞋與之對拉，在男生運動過程中，兩彈簧秤的示數情況又有何特點？
實驗中我們能得到什么結論？
復習導入
力的概念及其特點是什么？
力是物體間的相互作用，力具有物質性、相互性、同時性、矢量性和獨立性的特點.
推進新課
一、作用力和反作用力
力是物體對物體的作用.只要談到力就一定存在施力物體和受力物體.
演示：用手拉彈簧，彈簧受到手的拉力，彈簧發(fā)生形變.手也因而受到彈簧力的作用而產生形變.
（課件展示）平靜的湖面上停著兩只小船.一只船上的人用船槳用力去推另一只小船，結果兩只小船同時從靜止開始向相反的方向運動.
設定情景：讓學生坐在椅子上，用力推桌子，讓他們體會有何感覺.
教師設疑：
1.以上情況中，施力物體和受力物體各是什么？
2.以上事例中，各力的作用方向有何關系？作用點位置有何特點？各是什么性質的力？
3.各事例中，力的先后順序有何特點？
4.各事例中所涉及的兩個力的作用效果能否抵消？
合作探究
1.對彈簧來說，手是施力物體，彈簧是受力物體；對手而言，彈簧是施力物體，手是受力物體.兩船事例中，每個小船都可以是施力物體，又是受力物體，這取決于研究對象的選擇.同樣，學生推桌子事例，桌子和學生既可以是施力物體，也 可以是受力物體.
2.手對彈簧的作用力與彈簧對手 的作用力，方向相反，彼 此作為對方的作用點.彈簧對手的作用力與手對彈簧的作用力都是由形變引起的，都是彈力.下兩例與之相類似.
3.以上事例，力總是同時出現、同時消失，無先后順序.
4.作用效果不能抵消.
以上所舉事例所涉及的力均為彈力.是否只有彈力才具有以上的特點呢？
提示：地面上的物體受到地球的吸引，其實地球也在受到地面上物體的吸引，這種吸引力也是相互的.[來源:學科網ZXXK]
歸納結論：兩物體之間的作用總是相互的.一個物體對另一個物體施加了力，后一物體一定同時對前一個物體也施加了力.物體間相互作用的這一 對力，通常叫做作用力和反作用力.作用力和反作用力總是互相依存、同時存在、性質相同.我們可以把其中任何一個力叫做作用力，另一個叫做反作用力.它們分別作用在兩個不同的物體上.
二、牛頓第三定律
作用力和反作用力間的關系：從上述事例中我們得到的相關信息是：方向相反，同時作用.它們之間的大小關系是一個定量的問題，而定量的問題只靠日常觀察和經驗是解決不了的，它需要通過實驗來測量.
實驗演示
探究作用力與反作用力的關系
把A、B兩個彈簧測力計連接在一起，B的一端固定.用手拉彈簧測力計，如圖4-5-1所示，可以看到兩彈簧測力計指針同時移動.這說明彈簧測力計A受到B的拉力F′，彈簧測力計B受到A的拉力F.F與F′大小總是相等、方向總是相反.

兩個彈簧測力計的讀數有什么關系？它們受力的方向有什么關系？
圖4-5-1
做一做
先把一個力傳感器連在計算機上，在傳感器的鉤子上掛上鉤碼.鉤子受力的大小隨時間變化情況可由計算機屏幕顯示.
如圖4-5-2所示，把兩個力傳感器同時連在計算機上，其中一 個系在墻上，另一個握在手 中，橫坐標軸上下兩條曲線分別表示兩個傳感器受力的大小.

圖4-5-2 用傳感器顯示 作用力和反作用力
用力拉一個傳感器，可以看到在一個傳感器受力的同時，另一個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，力的方向都是相反的.如圖4-5-3.

兩個鉤子受力的情況可以由計算機屏幕顯示.
橫坐標是時間，縱坐標是力的大小
圖4-5-3
結論：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，這就是牛頓第三定律.
教師設疑：以上實驗中，相互作用的兩個物體都是靜止不動的，處在平衡狀態(tài).那么兩個運動中的物體之間的相互作用力是否滿足上述規(guī)律呢？
合作探究
把一個傳感器系在一個物體上，另一個握在手中.如圖4-5-4，當通過傳感器用力拉物體時，物體的運動狀態(tài)可隨著力的變化而變化.但在任何時刻，作用力和反作用力總是大小相等、方向相反.[來源:Zxxk.Com]

圖4-5-4 用傳感器顯示運動中兩物體間的作用力和反作用力
結論：牛頓第三定律所揭示的規(guī)律與物體的運動狀態(tài)無關，與參考系的選擇也無關.
綜上所述，我們可以總結出作用力與反作用力的特點：
四同：同大小，同直線，同性質，同時性.
三不同：方向相反，作用點分別在兩物體上，作用效果不能相互抵消.
在生活和生產中牛頓第三定律的例子是很多的.
交流討論：劃船時槳向后推水，水就向前推槳，從而將船推向前進.[來源:學科網]
汽車發(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.如圖4-5-5，把驅動輪架起懸空，不讓它跟地面接觸，這時車輪雖然轉動，但車輪不接觸地面，不產生向前推車的力，汽車不會前進.

汽車驅動輪向后推動地面，
它們獲得的反作用力成為汽車的牽引力
圖4-5-5
課堂訓練
1.以卵擊石，雞蛋“粉身碎骨”，而石頭“安然無恙”.對于這一過程的描述，下列說法正確的是（ ）
A.在以卵擊石的過程中，雞蛋“粉身碎骨”說明石頭對雞蛋的作用力大，所以雞蛋碎了
B.在以卵擊石的過程中，石頭“安然無恙”說明雞蛋對石 頭的力小，所以石頭無恙
C.在以卵擊石的過程中，石頭對雞蛋的作用力與雞蛋對石頭的作用力，二者大小相等
D.以卵擊石的過程中，石頭無恙而雞蛋“粉身碎骨”是因為蛋殼能承受的力遠小于石頭所能承受的力
解析：以卵擊石 過程中，雞蛋對石頭的力與石頭對雞蛋的力是作用力和反作用力.由牛頓第三定律知，這兩個力總是大小相等.雞蛋之所以“粉身碎骨”是因為蛋殼的承受力小于石頭對它的作用力.
答案：CD
2.一物體受繩拉力的作用，由靜止開始前進，先做加速運動，然后改為勻速運動，再改為減速運動，下列說法正確的是（ ）
A.加速前進時，繩拉物體的力大于物體拉繩的力
B.減速前進時，繩拉物體的力小于物體拉繩的力
C.只有勻速前進時，繩拉物體的力才與物體拉繩的力大小相等
D.不管物體如何前進，繩拉物體的力與物體拉繩的力大小總相等
解析：作用力、反作用力總是大小相等、方向相反，并作用在一條直線上.與相互作用的物體所處的狀態(tài)沒有關系.
答案：D
3.甲、乙兩人質量相等，分別站在質量也相同的兩條小船上.如圖4-5-6，開始時兩船均靜止.甲的力氣遠比乙的力氣大.讓甲、乙二人各自握緊繩子的一端，并用力拉對方.兩人均相對船靜止，則下列判斷中正確的是（ ）

圖4-5-6
A.甲船先到達中點 B.乙船先到達中點
C.兩船同時到達中點 D.無法判斷
解析：甲對繩的作用力與繩對甲的作用力是作用力與反作用力，總是等大反向.乙對繩的作用力與繩對乙的作用力是作用力和反作用力，也總是等大反向.而由輕繩狀態(tài)可知，繩所受的兩個力是一對平衡力，等大反向.由此可知繩對甲、乙兩人的力等大，兩船運動加速度時刻大小相等，因而只能是同時到達中點.
答案：C
三、作用力反作用力與平衡力的區(qū)別
前面我們曾經學過平衡力的概念.若二力平衡，則這兩個力大小相等、方向相反，作用在同一條直線上.那么一對平衡力與作用力反作用力有什么區(qū)別呢？
學生交流討論后歸納總結.
相同點：一對平衡力與作用力反作用力都是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上.
不同點：作用力反作用力必定是同種性質的力，而一對平衡力性質可以不相同；作用力反作用力同時產生、同時消失.一對平衡力卻不具有同時性；作用力反作用力分別作用在兩個不同的物體上，但平衡力的作用點是同一個物體；就作用效果而言，作用力反作用力分別對兩個物體起作用，而平衡力對一個物體起作用，效果可以相抵消.
課堂訓練
1.物體放在水平桌面上，則下列說法中正確的是（ ）
A.桌面對物體支持力的大小等于物體的重力，它們是一對平衡力
B.物體所受的重力和桌面對它的支持力，是一對作用力反作用力
C.物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同種性質的力
D.物體對桌面的壓力與桌面對物體的支持力是一對平衡力
解析：平衡力作用在同一物體上，且大小相等、方向相反，作用力反作用力分別作用在兩個物體上，性質相同，具有同時性.
答案：A
2.如圖4-5-7所示，在等臂托盤天平兩盤中，一盤放著一個質量為m的物體，另一盤放著電磁鐵和鐵塊，天平平衡.當電磁鐵接通的瞬間，鐵塊被吸引而離開盤底，則鐵塊未到達電磁鐵的過程中，下列說法中，正確的是（ ）
A.天平右盤下降 B.天平左盤下降
C.天平仍保持平衡 D.無法確定天平狀態(tài)

圖4-5-7
解析：電磁鐵接通后，鐵塊向上加速運動，磁鐵對它向上的吸引力勢必大于鐵塊的重力，由牛頓第三定律知，鐵塊對磁鐵向下的吸引力大于鐵塊本身的重力，因而天平左盤下降.
答案：B
說一說
牛頓第三定律研究的現象司空見慣，所以不難相信它的正確性.但是，遇到一些具體問題時，似乎又不盡然.
一個孩子與一個大力士“掰腕子”，兩手之間的作用力一樣大嗎？若兩者一樣大，大力士怎么會贏呢？如圖4-5-8所示.

圖4-5-8
參考：大力 士與孩子兩手之間的力一樣大.大力士之所以會贏是因為孩子的承受力小，大力士的承受力大.
課堂小結
本節(jié)課主要學習了作用力、反作用力的概念及其特點，牛頓第三定律的內容及在簡單情境中的應用.從日常生活中司空見慣的現象入手，符合由感性知識到理性知識發(fā)展的認知規(guī)律.從實驗現象的觀察分析、歸納、總結中逐步得出牛頓第三定律所揭示的內容，突出了實驗在物理學發(fā)展中的重要地位，讓學生體會到物理學是基于實驗發(fā)展起來的一門精密科學.本節(jié)課主要的知識點有：1.作用力和反作用力的概念及特點.2.牛頓第三定律的內容.3.作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別.
布置作業(yè)
1.教材第83頁“問題與練習”4、5題.
2.課下組織合作小組，分析討論人行走過程中所涉及的作用力反作用力，平衡力的情況.
板書設計
5 牛頓第三定律
1.作用力和反作用力：物體間相互作用的一對力，通常叫做作用力和反作用力
2.牛頓第三定律：兩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
3.平衡力與作用力反作用力的區(qū)別：（1）性質不同 （2）同時性關系 （3）作用點不同 （4）效果不同
活動與探究
課題：拔河比賽中的力學問題
步驟學生活動教師指導目的
1到圖書館、上網 查閱有關拔河比賽方面的書籍介紹相關網站和書籍1.讓學生更多地了解拔河中的力學2.在實踐中體會力的無處不在
2通過初步了解，知道拔河比賽中常見的力學知識指導學生進行探討、思考
3不同力學知識在拔河比賽中的應用，怎樣使用這些知識才能贏得比賽的勝利進一步幫助學生研究，解決學生的疑難問題
4參與一場拔河比賽，具體體會一下比賽中力學知識的應用和體育教師一起組織一場拔河比賽，讓學生參與到實踐中去
習題詳解
1.解答：涉及木箱和地球的作用力和反作用力有兩對，一對是木箱受到的重力和木箱吸引地球的力；一對是木箱受到地面對它的支持力和木箱對地面的壓力.木箱受到的是重力和支持力，地球受到的是木箱對它的引力和壓力.
2.解答：物體靜止地放在臺式彈簧秤上，物體受到重力G和支持力FN的作用，因為物體處于平衡狀態(tài)，故G-FN=0，G=FN.臺式彈簧秤受到物體對它的壓力F，物體受到的支持力與彈簧秤受到的壓力為一對作用力和反作用力，根據牛頓第三定律，FN和F大小相等、方向相反，故F的大小與G相等.
3.解答：當你輕輕地推巨石時，你和巨石同時受到大小相等、方向相反的力的作用，你和巨石均由靜止狀態(tài)變?yōu)檫\動，二者分離后均做勻速直線運動，但二者的速度不一定相同.
如果巨石放在地面上，結果會不同，如果巨石與地面的摩擦力足夠大，你將推不動巨石，只有當你給巨石的力大于巨石受到的最大靜摩擦力時，巨石才能運動起來.
4.解答：（1）因為A拉B勻速運動（圖4-5-9），即物體處于平衡狀態(tài)，因此B車廂所受的合力為零，故FAB=F阻.而FAB與FBA是一對相互作用力，根據牛頓第三定律，它們總是大小相等、方向相反.

圖4-5-9
（2）因為A拉B加速行駛，根據牛頓第二定律：
FAB-F阻=ma,所以FAB>F阻.
而FAB與FBA是一對相互作用力，根據牛頓第三定律，它們總是大小相等、方向相反.
由牛頓第二定律：FAB-F阻=ma
FAB=ma+F阻=4.0×103×0.3 N+2.0×103 N=3.2×103 N
由牛頓第三定律：FAB與FBA是一對相互作用力，它們總是大小相等、方向相反，即
FAB=FBA=3.2×103 N.
5.解答：小強沒有注意到，相互平衡的兩個力是作用在同一物體上的，而作用力和反作用力是分別作用在發(fā)生相互作用的兩個物體上的，它們不可能是相互平衡的力.
設計點評
作用力反作用力之間的關系問題在生產和生活中經常遇到.在某些現象當中又似是而非，常被定勢思維所干擾而得出錯誤的結論.教學過程中從常見現象入手先得到定性的淺顯的關系再通過實驗、分析論證得出定量的深入的關系.最后通過對比作用力反作用力與平衡力，讓學生產生清晰、明確的認識.

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoer/56802.html

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