作用力与反作用力教学设计.doc

作用力与反作用力教学设计参赛选手:许佳琳【课题】作用力与反作用力【教材】粤教版物理必修一【教学时间】15分钟【教学对象】高中一年级学生【教学内容分析】1、教材的地位和作用作用力与反作用力这一节作为第三章研究物体间的相互作用中的第六节，揭示了物体间力的相互作用的规律特点。牛顿运动定律在经典物理学中可以说具有不可取代的地位，它是经典力学的基础，也是整个力学的核心内容，所以本节中的牛顿第三定律十分重要，它反映了自然界中的物体都是相互联系、相互影响、相互作用的，在生活科技中，有十分广泛重要的应用。力不能脱离受力物体和施力物体而独立存在，讨论时必然要涉及到施力物体与受力物体间的相互作用及它们之间所遵循的规律，牛顿第三定律恰恰就揭示了这一规律，它是把一个物体受到的力与其它物体受到的力联系起来的桥梁，独立地反映了力学规律的另一侧面。有了牛顿第三定律才使得我们更加全面地认识到物质世界的关系及其运动规律，现实生活中许多实际问题才能得以顺利地解决。作用力与反作用力这节内容为下一章（第四章）更好地分析学习力与运动作了重要的铺垫，并且对后面选修3-5学习研究物体碰撞与动量守恒起到了重要的作用。 2、课程标准对本节的要求在现行的普通高级中学物理课程标准中，对本节中牛顿第三定律的要求达到了“理解”的层次，要求学生能够“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生活中的有关问题”。 3、教材内容安排 在中学物理中，学生主要学习的是经典物理学的内容。在教材中，牛顿运动定律是连接高中物理运动学和力学的重要桥梁，在之后学习的电学、磁学部分也会用到。因此，它是高中物理学习中非常重要的内容之一。在本节作用力与反作用力中，牛顿第三定律是研究物体间的相互作用规律，理解牛顿第三定律的内容，可以解决许多实际问题。事实上，牛顿第三定律是如此地重要和深入人心，以致我们常常是不自觉地应用却感觉不到它的存在。但是在对具体问题的研究过程中，若细致深入追究起来，又似乎不是那么顺理成章。教材对牛顿第三定律的讨论采用循序渐进的方式。先通过司空见惯的实例定性讨论物体间的相互作用；再通过实验定量探究，总结出作用力反作用力的定量关系，分析汇总得出牛顿第三定律；最后回归社会，让学生体会牛顿第三定律在生产生活中的应用，以达到定律的深入理解和融会贯通的目的。教材所呈现的思路，可从知识层面与认识层面得出以下脉络：（1）知识层面：定性研究定量研究综合实践；（2）认知层面：感性认知理性分析升华构建。通过举例，提出作用力与反作用力的概念，并且进行定性分析实验探究，定量研究作用力与反作用力的关系分析归纳，总结得出牛顿第三定律讨论与交流，加强对定律得理解及应用4.对教材的处理 课本教材的特点是: 重视实验探究,牛顿第三定律的推导过程（建立概念实验探究分析实验总结得出牛顿第三定律）。而根据对教材的分析，我对教材做了如下的处理：（1）完善探究实验教材在引出作用力与反作用力的概念之后了，便对一对相互作用力力的关系进行探究，其探究的设计思路为：让学生对一对相互作用力的关系作出猜想：作用力与反作用力是否同时产生，性质、受力物体、大小、方向是否相同）；用软泡沫塑料及弹簧测力计，带着以上的问题进行实验）分析归纳实验现象，得出结论：作用力与反作用力同时产生，同时消失，作用在不同物体上，性质、大小相同、方向相反。但教材在设计这个探究实验时存在一定的不足，倘若用弹簧测力计进行实验时，假设有A、B两个弹簧测力计，甲乙两个学生分别拉着A、B两个弹簧测力计的一端，使之在水平桌面上保持平衡，实际实验时在读数的过程中两个弹簧测力计是处于静止的状态，如图所示，F甲和F乙分别为甲、乙两学生的拉力，FAB和FBA分别为弹簧测力计A拉B的力及弹簧测力计B拉A的力。如果作用力等于反作用力，即FAB与FBA相等，看似我们便已得出了牛顿第三定律。可是在这个实验中，读数时我们总要保持两个弹簧测力计在一个静止平衡状态，即我们实验所得到的结果是在一个静止平衡的状态下的相互作用力的关系，这并不能够全面地去说明牛顿第三定律，因为牛顿第三定律的定义为“两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上”。定律里强调“总是”，即两个物体无论是处于何种状态(静止、加速或减速)，都是满足牛顿第三定律的。若按教材的反感来实施课堂教学,会使课堂比较枯燥,不能让学生深入理解相互作用力之间遵循的定律，甚至误以为与物体的运动状态、或与物体本身的结构等有关。针对这个问题，我将在对教材深入的基础上，结合学生的心理特点，化抽象为定量直观，利用力学传感器进行实验，给学生介绍实验仪器力学传感器，运用力学传感器进行实验探究，不仅把现代信息技术带入课堂，更是可以利用朗威实验在静止平衡状态及动态情况下验证了牛顿第三定律的普适性。这样也可以很好地解释牛顿第三定律里“总是”二字，将实验探究得出牛顿第三定律的过程变得更加完整，学生可以更加深入去理解定律的内容。【学生情况分析】1、学生的兴趣 高一年级的学生具有很强的好奇心，其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强，对学习内容贴近生活，理论联系实际，并且对有动手操作的探究实验有较强的学习兴趣。同时他们也希望通过观察有趣的实验现象，经历思考来理解现象产生的原因，并总结出其中规律。所以在教学中，教师应一方面充分发挥演示实验的作用，通过的引导思考，激发学生的认知兴趣，充分调动学生学习的积极性和自主性。2.学生的知识基础学生在初中已经学习过了“力是物体间的相互作用”，同时其有着丰富的生活经验，因此他们对作用力与反作用力的认识是既熟悉而又片面的，这就迫切需要深入学习牛顿第三定律。学生易有的认知错误如下：（1）接触的物体间才有相互作用力，不接触则无；（2）一对相互作用力的大小关系与物体本身的材质，物体的运动状态有关；（3）强者施加于弱者的力要大于弱者施加于强者的力；（4）主动施力者所施加的力要大于被施力者所施加的力。3.学生的认识特点（1）从形象思维到抽象思维的过渡同时他们具有较好的形象思维能力，也具有一定的思考分析、归纳总结的逻辑思维能力，但抽象思维能力还比较薄弱，需通过具有直观现象的实验辅助他们理解。 （2）牛顿第三定律的概括性和抽象性较强，如作用力与反作用力的性质需从多个实验现象中，总结出来。这对学生的对学生的抽象思维能力、逻辑分析能力、归纳能力有较高的要求。【教学目标】1.知识与技能（1）知道力的作用是相互的，掌握作用力与反作用力的概念。（2）知道作用力与反作用力的特点及关系。（3）理解牛顿第三定律的定义，并了解该定律在生活中的运用。2.过程与方法（1）通过探究实验，培养学生的动手操作能力，观察能力，独立思考能力及分析归纳能力。（2）引导学生运用牛顿第三定律进行解决问题，培养学生学以致用，灵活运用定律分析解决实际问题的能力。 3.情感态度与价值观（1）培养学生热爱生活，观察生活，积极实践，乐于探究的精神；（2）用科学知识解释生活现象，体会科学知识的应用价值，建立科学与生活的内在一致性。【教学重点】 牛顿第三定律的理解。【教学难点】 探究作用力与反作用力的关系，理解并掌握牛顿第三定律。【教学策略设计】1.教学组织形式本节采用教师引导，学生分组探究实验，及教师演示实验的教学组织形式，让学生在体验科学探究，观察思考，分析归纳的过程中，总结出作用力与反作用力之间的关系，建立起牛顿第三定律。2.教学方法（1）实验法本节教学设计注重以问题为先导，以实验为基础，通过实验，将一些抽象的物理概念、规律转变为直观明显的物理现象，激发学生学习兴趣，通过引导学生观察实验现象，进行科学思维，分析归纳，从而帮助学生理解，让他们经牛顿第三定律的建立过程，获取建立规律的事实依据。通过实验探究的环节，让学生体会浓缩在物理规律中的思维历程，学习科学思维。（2）讲授法通过老师形象生动、风趣幽默、富于引导式的讲解，辅以演示实验、各种直观教具和现代信息技术，启发学生思维，帮助抽象思维还比较薄弱的学生对概念定律的理解，在讲授知识的同时渗透严谨的物理思维方式。（3）讨论法 通过讨论，增强师生之间的交流。针对本节课的重点、难点，设计有针对性的讨论问题，引起思维上的冲突，再通过引导学生进行讨论，使学生真正地融入课堂的学习，启发他们的思维活动。而课堂上部分讨论问题由学生提出，通过针对本节课所要讲解的重要知识点教师再进行筛选，选择富有讨论的意义及启发性的问题进行讨论。3.学法指导 通过教师演示实验,及学生分组探究实验,引导学生认真观察、积极思维，注意知识的构建的过程，学会分析归纳总结，运用所学的知识解决实际问题,注重培养学生的科学物理思维。4.教学媒体设计以多媒体课件为载体，充分利用实物、模型、图像，为学生建立物理规律提供感性材料。利用力的传感器，直观地让学生看到在静态或者动态的运动过程中，作用力与反作用力总是等大反向且作用在同一条直线上，使教学更加形象直观，提高教学效果。【教学用具】多媒体课、磁铁、小车、弹簧测力计、力学传感器、鸡蛋、石头、风扇【教学流程图】 新课导入、确定目标创设情境、定性分析实验探究、定量研究生活举例、深化理解学以致用、课外拓展设置悬念 定律解疑【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【情境激疑、确定目标】、演示“以卵击石”实验：将鸡蛋与石头相撞，设置悬念，引发学生的思考,激起学生的求知欲。根据实验现象，步步设问，让学生从受力分析的角度上思考： 1、鸡蛋为何会碎？受到谁给它的力？2、石头有没有受到力？石头受到的这个力又是谁给的？ 最后将问题定位于：“石头给鸡蛋的力与鸡蛋给石头的力之间有什么关系？”归纳学生的不同观点，带着疑问引入本节课的学习内容。创设物理情境提出问题：鸡蛋为何会碎？受到谁给它的力？石头给鸡蛋的力与鸡蛋给石头的力之间有什么关系？教师板书：3.6 作用力与反作用力猜想实验现象观察实验,兴奋、疑惑、思考创设问题情境，从生活走向物理。学生在初中对相互作用力有一定认识，但多停留在记忆层面。且对“以卵击石”这样的现象，仍无法真正理解，将信将疑。以此引入新课，再次勾出学生心中的疑惑，激发学生的求知欲。同时明确教学目标，将问题定位到了相互作用力的关系上。在后面新课教学中也陆续通过定性分析和定量研究试图解决这个问题，最后使学生彻底理解。【创设情境、定性分析】1、 知识回顾，形成与已有知识的联系。 （1）利用手压桌子的例子，引导学生回顾力的定义及力的作用是相互的，为接下来的学习做准备。2、进行学生体验实验、演示实验，通过对实验现象的分析中渗透新概念的讲解。帮助学生回忆力的定义。通过在对演示实验的分析讲解中渗透新概念，让学生有感性的认识，帮助他们对概念的理解。回顾知识观察、思考、回答力的定义及力的作用是相互的这两个知识点与本节课紧密相关，所以通过知识回顾，可为本节课的学习作铺垫，并且通过在演示实验中渗透新概念，化抽象为具体直观，帮助学生理解。（1）以接触力及不接触力为分类，举例说明力的作用是相互的，并且渗透入作用力与反作用力的概念，加深学生对概念的理解。请两位同学甲和乙上台，分别穿上滑轮，甲同学推乙同学。对这一模型进行受力分析并引导学生认识到这一对力的性质为弹力。将固定有条形磁铁的两小车靠近，异名磁极相对或同名磁极相对，分别演示实验。请学生分析观察到的现象。使学生意识到没有直接接触的物体间也可能存在相互作用力。（2）将上面所举的几个例子概括及抽象出来，给出作用力与反作用力的定义，并通过让学生观察归纳得出一对相互作用力具有同性质、同时性以及异体性的特点。请学生分析观察到的现象，让甲乙同学说说自己的感受。对模型进行受力分析并引导学生观察思考。甲乙两位同学上台演示，并说说自己的感受。其他同学认真观察并分析实验现象。观察、分析回答思考、分析归纳【实验探究、定量研究】 （1）在定性分析后，让学生对一对相互作用力的大小关系进行猜想，引导学生利用弹簧测力计在三种情况下进行实验：1、A、B互拉（静态）2、保持A不动、用B去拉动A（静态）3、A、B互拉（动态）提醒学生注意实验操作规范。得到作用力与反作用力方向且共线。 让学生发现问题：用弹簧测力计仅能测量出在静止平衡态下一对相互作用力的大小关系，并且注意到两个力的方向相反。而在运动过程中，难以看清弹簧测力计的示数，从而引入力学传感器。让学生对一对相互作用力的大小关系作出猜想，引导学生利用弹簧测力计进行探究实验，让学生小组合作，设计实验，记录实验现象。提出问题：两个弹簧测力计的示数有什么特点？作出猜想、小组合作、设计实验、记录实验现象、分析讨论观察实验引导学生进行实验探究，培养学生设计实验的能力，动手能力，共同合作，观察思考，分析归纳的能力。 培养学生善于观察思考，善于发现问题的能力：“如何研究运动状态下一对相互作用力的大小关系？ （2）介绍力传感器的使用原理，邀请同学演示力传感器的对拉实验，分别在静态及运动状态下对拉力学传感器，从采集到的图像信息上得出相互作用力的关系。通过引导学生观察图像，注意到图像上的两条曲线对称，说明无论是静止还是运动，作用力和反作用力是等大的。 （3）老师与学生共同总结作用力与反作用力的特点（等大、反向、作用在同一条直线上），并且给出牛顿第三定律的内容。【生活举例 深化理解】 为了让学生深入地理解牛顿第三定律，并理解牛顿第三定律的普适性，我们回到课前所提出的问题：以卵击石中，石头给鸡蛋的力和鸡蛋给石头的力有什么关系？利用传感器进行实验，将鸡蛋与石头之间的力测量对比出来。让学生从实验所得的图像中总结归纳，得出结论。并且强调一对相互作用力的大小关系与物体本身的材质、运动状态无关，强者与弱者之间的相互作用力是等大的，主动施力者与被施力者之间的相互作用力也是等大的，由此证明牛顿第三定律是普适的。在测量读数时，两个弹簧测力计是处于什么状态的？介绍力的传感器的工作原理及使用方法。请学生与教师共同演示朗威实验，引导学生观察分析图像上曲线的特点及所包含的信息。老师引导学生，共同归纳总结作用力与反作用力的特点。利用传感器解决关于“以卵击石”的疑惑。认识到一对相互作用力的大小关系与物体的材质、运动状态无关，牛顿第三定律的普适性。分析、思考回答学生认真观察并分析图像思考、兴奋思考、总结、归纳观察、兴奋思考、分析总结”为下面引出应用力学传感器来探究动态下作用力与反作用力的关系做铺垫。将现代信息技术应用于物理教学中。充分利用传感器的特点，让物理课堂充满新时代气息。通过对生活实例的分析，回到课前所提出的问题，消除心中的疑惑。加深学生对定律的理解，培养学生善于观察思考生活中的物理现象及所包含的物理规律。之所以鸡蛋破是因为它的硬度小，撞击时，鸡蛋承受力比石头的承受力小。【学以致用、拓展延伸】 最后对学生所学的知识进行拓展延伸，通过演示风扇小车，以风扇的扇叶类比螺旋桨，进而拓展到直升飞机和船的螺旋桨，让学生思考，体会牛顿第三定律在生活科技中的广泛应用。引导学生学以致用、思考牛顿第三定律在生活科技中的广泛引用。带领学生从物体走向社会科技。观察实验分析、思考回答、兴奋培养学生学以致用，知识迁移的能力。为学生提供丰富的应用材料，满足高中生的应用兴趣，解决学生感性材料积累不足的问题。体现从物理走向生活的新课程理念。【板书设计】 3.5作用力与反作用力1 2 同性质、同时性、异体性3 牛顿第三定律：总是等大、反向、同一直线、公式：F=F （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）