2022年高一物理 第三章 牛頓運算定律 牛頓第三定律 第一課時 4教學目標一、知識目標1.理解作用力和反作用力的關系.2.掌握牛頓第三定律.二、能力目標1.學會在對物體進行受力分析時，能找出各對作用力和反作用力.2.培養(yǎng)學生的實驗觀察能力和分析能力.三、德育目標滲透實踐是檢驗真理的惟一標準的觀點.教學重點作用力和反作用力的關系、牛頓第三定律.教學難點相互作用力與平衡力的區(qū)別.教學方法實驗歸納法、分析推理法.教學用具投影儀、投影片、彈簧秤兩個、小車兩輛、光滑長木板、一塊條形磁鐵、一塊鐵塊.課時安排1課時教學過程用投影片出示本節(jié)課的學習目標1.知道作用力和反作用力的概念.2.理解牛頓第三定律，并用它來解決實際問題.3.區(qū)分相互作用力和平衡力.學習目標完成過程一、導入新課教師請同學們回憶一下什么是力呢？學生力是物體對物體的相互作用.教師那么物體間的這對相互作用力之間有什么關系呢？本節(jié)課我們一起來討論這一問題.二、新課教學（一）力是物體間的相互作用教師什么是“相互”作用呢？學生“相互”就是說：甲對乙有作用，同時乙對甲也有作用.教師現(xiàn)在有光滑長木板一個、小車兩輛、條形磁鐵一塊、鐵塊一塊.同學們能不能自己設計一個實驗來驗證一下“物體間力的作用是相互的”呢？學生能.教師同學們要驗證哪兩個物體間的相互作用呢？學生驗證磁鐵與鐵塊間的相互作用.教師怎樣去組裝這些儀器呢？學生把光滑長木板置于水平桌面上，把兩輛小車分別放在長木板的兩端.其中一輛小車上放磁鐵，另一輛上放鐵塊.教師（在學生回答時把儀器組裝好）然后再怎樣做呢？學生把兩輛小車同時放開.教師放開小車，兩輛小車相向運動，這能說明什么呢？學生說明磁鐵與鐵塊之間的作用力是相互的，即磁鐵吸引鐵塊的同時，也受到鐵塊對它的吸引力.教師為什么呢？學生因為“力是物體運動狀態(tài)改變的原因”.在實驗中原來兩輛小車都是靜止的，放手后兩輛小車都變?yōu)檫\動，即它們的運動狀態(tài)都發(fā)生了變化，所以它們都受到了力的作用.而力的來源只能是磁鐵與鐵塊間存在相互作用.教師總結日常生活中我們常說磁鐵能吸引鐵，可見這種說法是不完全正確的.正確的應該是磁鐵與鐵塊是相互吸引的，即：力是物體間的相互作用.思考與練習當我們用手拍一下桌面時會有什么感覺？為什么？參考答案：會疼.因為在手對桌子施加力的時候，桌子對手也有力的作用.教師請同學們再分析一下，在上述兩例的兩對相互作用力中，每一對相互作用力有幾個力？施力物體與受力物體分別是什么？學生每一對相互作用都有兩個力.在第一對相互作用中有：（1）磁鐵對鐵塊有引力.此時磁鐵是施力物，鐵塊是受力物；（2）鐵塊對磁鐵有引力.此時鐵塊是施力物，磁鐵是受力物.在第二對相互作用中有：（1）手對桌面的壓力.此時手是施力物，桌面是受力物；（2）桌面對手的彈力.此時桌面是施力物，手是受力物.教師總結可見，在相互作用的兩個物體中，每個物體既是施力物，又是受力物.同時每對相互作用都伴隨有兩個力的出現(xiàn)，我們把這兩個力分別叫作用力和反作用力.即：如果我們把其中一個力叫作用力，那么另一個力就叫反作用力.鞏固訓練投影出示1.如圖所示，A和B疊放在一起，靜止在水平桌面上.下面各對力中，屬于作用力和反作用力的是 .(1)A所受的重力和B對A的支持力(2)B所受的重力和B對A的支持力(3)A對B的壓力和B對A的支持力(4)A所受重力與A對B的壓力（5）B對桌面的壓力和桌面對B的支持力答案與解析：正確選項為（3）（5）選項（3）中，A對B的壓力，施力物體是A，受力物體是B；而B對A的支持力，施力物體是B，受力物體是A.這兩個力是發(fā)生在A和B間的相互作用，所以他們是一對作用力和反作用力.同理可得（5）中的兩個力也是一對作用力和反作用力.2.如圖所示，長木板平放在地面上，用F=10 N的力拉動木板上的鐵塊，使其勻速運動，木板靜止，木板受力的個數(shù)是幾個？這些力如果叫作用力，其反作用力各是什么力？答案與解析：受5個力的作用；重力的反作用力是木塊對地球的引力，地面對它支持力的反作用力是它對地面的壓力，鐵塊對它壓力的反作用力是它對鐵塊的支持力，鐵塊對它摩擦力的反作用力是它對鐵塊的摩擦力，地面對它摩擦力的反作用力是它對地面的摩擦力.對于分析木塊受力的個數(shù)，我們可以根據(jù)一重、二彈、三摩擦的順序去逐個分析，其中彈力和摩擦力都是接觸力，我們可以在接觸面分析這些力的存在與否.教師總結通過上述練習可知：（1）作用力和反作用力是發(fā)生在兩個物體之間的一對力.(2)任一物體既是對另一物體的施力物，同時也是另一物作用的受力物.(3)相互作用的一對力中，任何一個力都可作為作用力或者反作用力.(二）牛頓第三定律教師通過上面的學習，我們清楚了物體間的相互作用，那么，作用力和反作用力間究竟有何關系呢？下面我們來討論這一問題.教師請同學們閱讀課本“實驗”的有關內容，閱讀時注意下列問題：（1）在課本實驗的裝置中，有幾對作用力和反作用力？（2）在這幾對相互作用中，我們研究的是哪一對相互作用力？（3）為什么要研究這一對相互作用力？學生活動閱讀課文實驗教師準備好儀器后，檢查閱讀情況.學生甲在課本所用的實驗裝置中存在三對相互作用力:墻對B的拉力和B對墻的拉力；B對A的拉力和A對B的拉力；A對手的拉力和手對A的拉力.學生乙實驗中我們研究的是A對B的拉力和B對A的拉力這一對相互作用力.學生丙因為這一對相互作用力中的兩個力的大小都可以通過彈簧秤的示數(shù)讀出來,便于我們研究它們間的大小關系.教師下面請兩位同學完成一下這個實驗,然后把觀察到的結果告訴同學們.學生完成實驗.教師你們觀察到什么結果呢？學生（1）兩個彈簧秤的示數(shù)相同.（2）兩個彈簧秤的受力方向相反.（3）改變其中一個彈簧秤的拉力時，另一個彈簧秤的示數(shù)也同時發(fā)生變化，但示數(shù)總是相同的.教師總結從觀察到的結果可知：示數(shù)相同說明兩彈簧秤間相互作用力的大小是相同的；彈簧秤受力方向即為作用力或作用力的方向，即相互作用是反向的，并且它們是同時變化的.可見：物體間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一直線上.這就是牛頓第三定律.思考與練習我們用手拍打桌面時，用的力越大，手就覺得越疼，這是為什么呢？答案與解析：當我們用手拍打桌面時，在手和桌面之間就發(fā)生了相互作用力.根據(jù)牛頓第三定律可知，這對作用力和反作用力是大小相等的.所以當我們用力拍桌子時，桌面對手的作用力也會增大，故手就會感覺更疼.教師請同學們再分析這樣幾個問題：（1）人在走路的時候，人與地球之間的相互作用力有幾對？（2）各對作用力和反作用力在性質上有什么關系？（3）各對作用力和反作用力所作用的對象有何關系？學生活動思考、討論教師檢查討論結果.學生A人在走路時，人與地球間的相互作用力有三對，分別是：地球對人的引力（重力）和人對地球的引力、人對地球的壓力和地球對人的支持力、地球對人的摩擦力和人對地球的摩擦力.學生B各對作用力和反作用力在性質上是相同的；第一對都是引力，第二對都是彈力，第三對都是摩擦力.學生C作用力和反作用力的作用對象是不同的.第一對中作用對象分別是人和地球，第二對中作用對象分別是人和地球，第三對中作用對象仍分別是人和地球.雖然作用對象都是人和地球，但作用力和反作用力并不同時作用在人或者地球上.教師總結從上例中可知，作用力和反作用力除了大小相等、方向相反、作用在同一直線上外，還有性質相同，作用對象不同的關系.所以我們可以用下面一句話概括作用力和反作用力之間的關系:同值、同性、同變化，異物、反向、又共線.鞏固練習用投影片出示1.人用50 N的推力F去推100 N的鐵塊.鐵塊不動，F(xiàn)的反作用力是_（填寫是哪一物體對哪一物體的何種作用），作用于_；G的反作用力是_，作用于_；N的反作用力是_，作用于_；Ff的反作用力是_，作用于_.答案與解析：鐵塊對人的彈力，人；鐵塊對地球的吸引力，地球；鐵塊對地面的壓力，地面；鐵塊對地面的摩擦力，地面.2.關于兩個相互作用的物體間的作用力和反作用力的關系，下列說法正確的是A.先有作用力，才有反作用力B.只有兩個物體處于平衡狀態(tài)時，作用力和反作用力大小相等C.只有兩個物體的質量相同時，作用力和反作用力的大小才相同D.作用力和反作用力由于施力物不同，所以可以是不同性質的力E.以上選項都不對答案與解析：正確選項是E根據(jù)牛頓第三定律中關于作用力和反作用力關系的描述：“同值、同性、同變化，異物、反向、又共線”.可知，作用力和反作用力是同時產生、同時消失、同時變化的，并且它們的大小不論在什么情況下都相同，也始終屬于同種性質的力.由此可見在本題中A、B、C、D四個選項都是錯誤的.(三)相互作用力與平衡力間的關系教師請同學們回憶一下什么是平衡力？學生作用在物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，且作用在一條直線上，那么這兩個力就是一對平衡力.教師請同學們分析一下，手豎直握著酒瓶的瓶頸，而酒瓶靜止時，瓶子的受力中有幾對作用力和反作用力？有幾對平衡力？作用力和反作用力的關系跟兩平衡力間關系有何相同之處？學生1有兩對作用力和反作用力.學生2有一對平衡力.學生3它們間的相同處有：（1）大小都是相同的.(2)方向都是相反的.（3）都是在同一直線上.教師總結通過上例分析可知，作用力和反作用力的關系跟兩平衡力間關系的相同之處可以概括為：同值、共線、都反向.教師那么是不是說相互作用的作用力和反作用力就跟平衡力是一樣的呢？學生不是一樣的.教師那它們究竟有什么區(qū)別呢？請同學們結合前面的例子，從作用對象、力的性質、作用效果、作用時間四個方面加以分析.學生活動舉例、討論.教師在學生討論的基礎上總結，作用力和反作用力的關系與兩平衡力關系的不同點主要有：（1）作用對象不同作用力和反作用力是作用在兩個物體上的，而平衡力是作用在同一物體上的.(2)力的性質是不相同的.作用力和反作用力一定是同種性質的力，而平衡力中的兩個力不一定同性.(3)作用效果不同作用力和反作用力由于作用在不同的研究對象上，所以它們的作用效果不能相互抵消,而平衡力中的兩個力作用在同一物體上，它們的作用效果是可以相互抵消的，這也正是我們所說的“平衡”的真實體現(xiàn).(4)作用時間不同作用力和反作用力是同生、同滅、同變化的，而平衡力都不一定要有這種關系，它可以一個力消失而另一個力獨立存在，同時也可以一個力不變而另一個力變化.思考與練習用投影片出示水平桌面上放一黑板擦，黑板擦處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在給它一個豎直向上的、逐漸增大的作用力F，直至把黑板擦提起來，試分析：（1）原來靜止時有幾對作用力和反作用力？有幾對平衡力？（2）從施加向上逐漸增大的作用力到黑板擦將要提起時，這段時間內，原來兩對相互作用力的大小如何變，平衡力又如何變？（3）提起來后，原來兩對相互作用力又如何改變，平衡力又如何改變？答案與解析：（1）原來靜止時有兩對作用力和反作用力：重力G和黑板擦對地球的吸引力F1；黑板擦所受支持力FN和黑板擦對桌面的壓力FN.平衡力有一對：重力G和支持力FN.(2)、（3）答案見下表：第一對相互作用力第二對相互作用力平衡力GF1兩者關系FNFN兩者關系GFN兩者關系提起前不變不變G=F1不變不變FN=FN不變不變G=FN提起時不變不變G=F1減小減小FN=FN不變減小GFN提起后不變不變G=F1零零FN=FN不變零GFN教師總結通過上例的分析，我們可以更加清楚作用力與反作用力的關系跟平衡力間關系的異同.望同學們在以后的學習中加強練習,以加深對它們的理解.鞏固訓練豎直方向的電線下吊著靜止的電燈，下面的說法中正確的是A.電燈受到的重力和電線對它的拉力是一對作用力和反作用力B.電線對電燈的拉力大小，等于電燈受到的重力C.電燈對電線的拉力就是電燈受到的重力，這兩個力的性質相同D.電燈對電線的拉力和電線對電燈的拉力是一對作用力和反作用力答案與解析：正確選項為是BD.一對平衡力是指大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一個物體上的兩個力，這兩個力的性質可以相同也可以不同，作用效果是相互抵消，符合二力平衡條件.作用力和反作用力是指大小相等、方向相反、作用在一條直線上的兩個力.這兩個力的性質一定相同，因為兩個力作用在兩個不同的物體上，作用效果不能相互抵消.由上述分析可知，電燈受到的重力和電線對它的拉力作用在同一物體電燈上，它們是一對平衡力，而不是一對作用力和反作用力，故A項錯誤、B項正確.電燈對電線的拉力性質上屬于彈力，而電燈受到的重力性質上屬于引力，故C項錯誤.電燈對電線的拉力和電線對電燈的拉力，性質上都屬于彈力，分別作用在電線和電燈兩個物體上，是一對作用力和反作用力，故D項正確.三、小結本節(jié)課我們主要學習了：1.任何力的產生必須有兩個物體，而且力是成對出現(xiàn)的，其中一個是作用力，另一個是反作用力.2.作用力和反作用力之間的關系就是牛頓第三定律的內容.3.正確區(qū)分平衡力和相互作用力.四、作業(yè)1.課本P55練習三.五、板書設計