人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律教学设计

4.5牛顿第三定律4

一、教学目标

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、  理解牛顿第三定律的确切含义，能用它解决简单的问题。

3、  能区分平衡力跟作用力和反作用力

二、重点难点

重点：对牛顿第三定律的理解和应用

难点：正确区别作用力和反作用力跟平衡力

三、教学方法

实验、观察、讲授、讨论

四、教具

玩具汽车、薄木板、试管、弹簧秤两个、气球两个

五、教学过程

从力的基本概念我们已经知道力的作用是相互的，有受力物体必有施力物体，那么两物体相互作用之间存在怎样的关系是我们加深对力的概念的理解所必须探讨的问题。

（一）   力是物体间的相互作用

【演示】先使玩具汽车的后轮（驱动轮）上紧发条，使它做逆时针转动，然后抓住汽车顶部，把它按在垫着试管的薄木板上，在起点处，转动的后轮给木板向右的作用力f,于是木板向右运动，这时木板对后轮有没有作用力？再把汽车拿起，使木板制动，然后使后轮再转动，把玩具汽车放在木板上，可以看到木板向右运动的同时，玩具汽车向左运动，说明后轮对木板施加向右作用力的同时，木板对后轮施加向左的反作用力，这两个力均为摩擦力，且同时产生，同时消失。

【演示】用双手逐渐压缩两个相互接触的气球,观察两气球接触处各自的形变,发现形变量同时产生,同时增加；当逐渐解除压缩时,气球的形变量同时减少,直至同时消失.

通过观察，教师引导得出结论：

1、力是两物体间的相互作用，我们把这一相互作用的力称为作用力和反作用力，且作用力与反作用力的性质相同，同时存在，同时消失。

【演示】把两个相同的弹簧秤A和B连结在一起，用手拉弹簧秤A，可以看到两个弹簧秤的指针同时移动，弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的拉力F的大小，而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的拉F’的大小，可以看出两弹簧秤的示数是相等的，改变手拉弹簧秤的力，弹簧秤的示数随着改变（同时增大，同时减小，同时为零），但两个弹簧秤示数总相等，方向总相反。

2、作用力和反作用力总是在一条直线上，且大小相等，方向相反，分别作用在两个相互作用的物体上。

（二）牛顿第三定律

1、牛顿第三定律的表达：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。

2、牛顿第三定律的数学表达式：F＝－F’（负号表示反作用力F’与作用力F的方向相反）

3、  牛顿第三定律的深层理解

（1）同时性：作用力和反作用力的产生和消失是同时的，因为两者中若有一个产生或消失，则另一个必须同时产生或消失。否则其间的相等关系就不成立了，可见作用力和反作用力的产生没有先后之分。

（2）普遍性 ：定律中的“总是”这两个字是强调对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立，即：

不管物体大小形状如何，例如大物体与大物体之间，或大物体与小物体之间，还是任何形状的物体之间，其相互作用力都是大小相等的。

不管物体的运动状态如何，例如静止的物体之间，运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力都大小相等。

（3）相互性 ：有大小相等，方向相反，作用在两个物体上，同时产生，同时消失，作用时间相同，力的性质相同，作用在同一条直线上等性质的力，不一定是作用力和反作用力，还必须具有是两个物体之间的相互作用才可肯定其为作用力和反作用力。

4、作用力和反作用力跟平衡力的区别

作用力和反作用力跟平衡力虽有相似之处（力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上）但更重要的是它们之间存在本质的区别。

（1）作用物体不同，作用力和反作用力是作用在两个不同物体上，而平衡力是作用在同一物体上。

（2）力的性质不同，作用力和反作用力必是同性质的力，而平衡力可以是性质不同的一对力。

（3）力的作用时间不同，作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失，而一对平衡力中的一个消失，另一个可以存在。

（4）作用的效果不同，作用力和反作用力作用在两个不同物体上，效果可以不同，作用力和反作用力不存在平衡问题，而一对平衡力的作用效果是使物休处于平衡状态。

可见：作用力和反作用力“异体（相互作用的两物体）、共线（作用在一条直线上）、等值（大小相等）、反向（方向相反）、同存（同时存在同时消失）”，平衡力是“同体（作用在同一物体上）、共线、等值、反向”。

例1：一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了，对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是

A．  大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大

B．  大人拉小孩的力不一定比小孩拉大人的力大

C．  大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等

D．  地面对大人的最大静摩擦力一定比地面对小孩的最大静摩擦力大

解析：作用力和反作用力总是大小相等的，大人与小孩手拉手比力气时，无论是相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力总是相等的。大人为什么能把小孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同，答案为A B。

例2、如图所示，A、B两物体叠放在一起，A受到一向右的力F＝4N的作用，A、B与地面保持相对静止，试分析A、B两物体的受力，并指出哪两个力是作用力和反作用力，哪两个力是平衡力。

解析：如图所示，A受到向右的力F作用，处于静止状态，A必然受到B给它的向左的摩擦力F1，且F＝F1，F与F1是一对平衡力，A在竖直方向上受重力和B对A的支持力FN1，FN1和mAg也是一对平衡力。

力的作用是相互的，则A对B施加了向下的压力、向右的摩擦力,F1与是一对作用力与反作用力,FN1与是一对作用力与反作用力,B在水平方向上还受到与方向相反的地面的摩擦力F2,F2与是一对平衡力,如图所示.

（三）、课堂小结

两物体间的相互作用力叫做作用力和反作用力,它们总是大小相等,方向相反,作用在一直线上,它们跟一对平衡力有本质的区别.

（四）、课外作业

课本 P55练习三（1）～（7）