物理教材牛顿第三定律编写存在的三个疑难问题
牛顿第三定律说课稿
牛顿第三定律说课稿牛顿第三定律说课稿1一、教材分析“牛顿第三定律”是人教版高中物理必修Ⅰ第四章第五节的内容。
学生在学习本课之前已经学习了牛顿第一定律和第二定律。
这两个定律描述了一个物体受力与运动的关系，而牛顿第三定律揭示了相互作用物体之间力的关系。
在整个高中阶段的学习中，常常把受力情况复杂的物体其部分受力转换到与之相互作用的物体上进行研究。
牛顿第三定律除了能更好地分析解决之前所学过的力、运动，力和运动的关系外，在一定范围内，它与物体系的动量守恒定律也是密切相联系的。
根据教材的地位和作用，我确定本节课的重点是“理解并掌握牛顿第三定律”。
部分学生学完牛顿第三定律后，仍然处在记忆的层次。
当实际解决问题时往往会忽视牛顿第三定律。
因此我确定本节的的难点为对定律中“总是”的理解。
二、学情分析初中阶段，学生已经对物体间的相互作用问题有了定性的了解但对其认识又是片面的，也学习过二力平衡；并且在课本的第三章学习了重力、弹力、摩擦力等几个具体的力，为本节课的学习奠定了很好的基础。
三、目标分析根据新课程标准，我设计如下目标：知识与技能（1）知道两个物体间的作用总是相互的，作用力和反作用力是相对的；（2）掌握作用力和反作用力“等值、反向、共线、异物、同时、同性质”的关系；（3）掌握牛顿第三定律，能用定律分析说明相关具体实例；（4）通过运用定律分析生活现象，培养学生分析问题，解决问题的能力。
过程与方法通过观察演示实验和设计实验，经历作用力与反作用力关系的探究过程，学习物理学研究现象、总结规律的方法并且尝试运用所学定律解释生活现象。
情感、态度与价值观经过本节课的教学，学生领略到物理学中的对称美；通过演示实验和学生自主设计实验，培养学生的探究意识；学生在与同学讨论、合作中，表达自己见解的同时又培养了团队协作精神。
四、教法和学法演示实验法、讲授教学法、练习法、实验法五、教学过程（一）新课引入创设情景：一个小磁铁掉进装满水的塑料盆里，用什么办法可以不碰到水而把小磁铁捞起来？学生积极思考，引出课题。
牛顿第三定律错在哪里
牛顿第三定律错在哪里？摘要：牛顿第三定律主要有两个错误，一是没有认识到“作用力”与“反作用力”的本质区别，把“反作用力”和“反向作用力”这两个概念混为一谈，错误地定义了“反作用力”这个概念；二是以偏概全，把部分的Ｆ反＝－Ｆ推广为普遍规律。
由于牛顿第三定律的错误影响，会束缚大家的创造性思维，从而妨碍运动机械的创新设计，所以我们必需纠正。
关键词：作用力、反作用力、反向作用力、Ｆ反＝Ｆ阻≤－Ｆ自从2000年7月我在湖南的《发明与革新》杂志上发表《鱼尾巴挑战牛顿第三定律》一文后，引起了物理学界对牛顿第三定律的关注，有些朋友认为我们的观点正确应该肯定，但是还有大部分人不接受我们的观点，认为牛顿第三定律绝对正确不可更改。
后来，我们又发表过《“牛顿第三定律”的再商讨》和《“作用力”与“反作用力”的本质区别》等文章进一步阐述我们的观点，特别是《“作用力”与“反作用力”的本质区别》得到大家的广泛认可，被许多物理教学网站广泛转载。
为了促进大家早日理解和认同我们的学术观点，这次提出了更加充分的证据，打算从以下三个方面来阐述牛顿第三定律究竟错在哪里。
我们以牛顿之矛Ｆ＝ma，来攻牛顿之盾Ｆ反＝－Ｆ，请大家看看哪个是正确的呢？一、作用力与反作用力的本质区别大家经常在使用“反作用力”这个概念，但是，对于究竟应该把什么样的力叫做“反作用力”却不甚了解。
我们查阅了许多物理教材和词典，都没找到关于“反作用力”的确切定义，而只是依照牛顿第三定律来进行描述：“两个物体之间的作用力和反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，我们把其中的任意一个力叫做作用力，那么另一个力就叫做反作用力”。
我们先放下前头的几句不说，只说后面一句就存在严重问题，怎么能够任意把哪个力叫做作用力或者反作用力呢？在现实生活中，有些东西的确是可以不分彼此的，但是，还有许多东西是必须按照一定的规则来准确划分的。
譬如两弟兄就只能把年龄大的叫哥哥，年龄小的叫弟弟嘛；又譬如原告与被告就不能任意颠倒嘛；尤其是不能把“你打我”颠倒过来说成是“我打你”对吧。
物理牛顿第三定律教学反思
物理牛顿第三定律教学反思牛顿第三定律是物理学中的基本概念之一，它表明了力的作用和反作用的特性。
尽管它相对简单，但在教学中我发现学生们对于这个概念的理解和应用上还存在一些困难。
在进行反思后，我认为有以下几点可以改进和加强。
首先，我发现学生们对于力的作用和反作用往往容易混淆理解。
他们经常将力的作用和反作用看作是同一种力，而实际上它们是两个相互作用的力。
为了帮助学生更好地理解这个概念，我可以通过实例来解释清楚力的作用和反作用之间的关系。
例如，可以用弹簧秤拉伸和压缩的例子来说明力的作用和反作用是相等且相反的。
同时，我还可以提供更多的实际应用场景，让学生能够将这个概念与实际生活联系起来，例如摩托车的推动原理、步行时脚的作用等。
其次，我也发现学生们对于力的大小和方向经常感到困惑。
他们往往无法正确地判断两个力的方向以及大小的比较。
为了帮助学生更好地理解这一点，我可以使用更多的图表和图像来说明力的大小和方向。
特别是在讲授矢量和力的合成的时候，我可以给学生展示一些图表和计算方法，让他们更加清晰地理解力的大小和方向。
另外，我也发现在教学中对于力的单位讲解不够充分。
学生们往往忽略了力是一个物理量，它有大小和方向，而不仅仅是一个简单的概念。
为了解决这个问题，我可以在开始讲解牛顿第三定律之前，先对力的单位进行讲解和强调。
并且可以通过实例和练习，让学生能够熟练地进行力的单位换算和计算。
最后，我也认为在教学中需要更加注重培养学生的动手能力。
物理学是一门实验性质很强的学科，只有通过实际操作和实验才能更好地理解和应用物理概念。
因此，我可以增加更多的实验和实践环节，让学生亲自动手操作，观察现象，从而更好地理解牛顿第三定律的原理和应用。
总结起来，教授牛顿第三定律时，需要注重学生的理解和应用能力的培养。
通过实例、图表和实验，可以帮助学生更好地理解力的作用和反作用的关系，并正确判断力的大小和方向。
此外，还需要加强对力的单位的讲解，并通过实践培养学生的动手能力。
2019_2020学年高中物理第三章牛顿运动定律习题课动力学中的三类典型问题课件教科版必修1
2．求解临界极值问题的三种常用方法 (1)极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到 正确解决问题的目的． (2)假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能 出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题． (3)数学法：将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件．
[典例3] 如图所示，质量 m＝1 kg 的光滑小球用细线系在质量 为 M＝8 kg、倾角为 α＝37°的斜面体上，细线与斜面平行，斜 面体与水平面间的摩擦不计，g 取 10 m/s2.试求： (1)若用水平向右的力 F 拉斜面体，要使小球不离开斜面，拉力 F 不能超过多少？ (2)若用水平向左的力 F′推斜面体，要使小球不沿斜面滑动，推力 F′不能超过多少？
A．18 m
B．54 m
C．72 m
D．198 m
解析：物体与地面间最大静摩擦力 f＝μmg＝0.2×2×10 N ＝4 N．由题图知 0～3 s 内，F＝4 N，说明物体在这段时 间内保持静止.3～6 s 内，F＝8 N，说明物体做匀加速运动， 加速度 a＝Fm－f＝2 m/s2，6 s末物体的速度 v＝at＝2×3 m/s ＝6 m/s，在 6～9 s内物体以 6 m/s 的速度做匀速运动.9～12 s 内又以 2 m/s2 的加速度 做匀加速运动．作 v -t 图像如图所示，故 0～12 s 内的位移 s＝12×3×6×2 m＋6×6 m ＝54 m．故 B 项正确． 答案：B
解析：隔离小铁球受力分析得 F 合＝mgtan α＝ma 且合外力水平向右，故小铁球加速度 为 gtan α，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为 gtan α，A、B 错误，D 正确．整体受力分析得 F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtan α，故选项 C 正确． 答案：CD
物理牛顿第三定律的知识点归纳
物理牛顿第三定律的知识点归纳物理牛顿第三定律的知识点归纳在年少学习的日子里，说起知识点，应该没有人不熟悉吧？知识点是传递信息的基本单位，知识点对提高学习导航具有重要的作用。
相信很多人都在为知识点发愁，以下是店铺为大家整理的物理牛顿第三定律的知识点归纳，欢迎阅读与收藏。
1、牛顿第三定律：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，作用在同一直线上。
理解要点：(1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。
(5)区分一对作用力反作用力和一对平衡力：一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力，2.物体受力分析的基本程序：(1)确定研究对象;(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;(3)按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力(4)画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。
3.超重和失重：(1)超重：物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。
处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力，即F=mg+ma.;(2)失重：物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。
处于失重状态的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg，即FN=mg-ma，当a=g时，FN=0,即物体处于完全失重。
4、牛顿定律的适用范围：(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。
“牛顿第三定律”教学中容易混淆的问题探究及教学对策
“牛顿第三定律”教学中容易混淆的问题探究及教学对策作者：黄桂春来源：《中学理科园地》2018年第06期摘要：在教学实践中关于牛顿第三定律的内容存在一些容易混淆不清的问题。
这些问题的存在既影响了教师准确掌握教材内容使之难以按物理教学大纲的要求完成教学任务；也使得学生不能较深入的理解牛顿第三定律，为使用该定律解决实际应用中的问题带来了许多障碍。
本文把这些抽象复杂、教学中容易混淆的问题逐一加以梳理并阐明问题混淆的根源、错误所在以及教学对策。
关键词：牛顿第三定律；教学；问题；对策牛顿站在巨人的肩膀上，通过反复无数多次实验终于得出了牛顿第三定律，它道出了物体与物体之间既相互联系又相互制约对立的性质。
学生在学习该定律的过程中因其表述简单，朗朗上口，所以对它的概念往往能够倒背如流。
然而在解题过程中需要用到牛顿第三定律时，由于对此定律的理解不全面、不透彻，常常出现一些混淆不清的问题影响解题速度及准确率。
1 关于相互作用力大小关系的问题及教学对策（1）有些学生在前概念的影响下，会认为：某些特性强的对象对较弱的对象有强大的作用力，而较弱的对象对该特性较强的对象没有力的作用。
例如，学生会认为地球对其表面的物体具有吸引的作用，而地球表面的物体却不会吸引地球；认为磁铁对铁棒具有吸引力，而铁棒不会反过来吸引磁铁。
为了纠正这一错误的认识，在日常物理教学中，如果只用空洞的理论进行解释，学生不但会“听不懂”，还会产生学习疲劳。
而开展物理实验能形象地呈现物理现象与规律的形成过程，从而为我们的学习提供判断基础[ 1 ]，还能提高学生的积极性。
因此，教师可以用磁铁和铁棒为实验器材，按照以下方式进行实验：如图1所示，在完全相同的小车甲和乙上，分别放有一块磁铁A和外形完全相同的铁棒B。
①按住甲不动，放开乙，如果乙向甲驶去说明磁铁会吸引铁棒。
②按住乙不动，放开甲，如果甲向乙驶去说明铁棒会吸引磁铁。
③按住甲、乙不动，同时放开甲和乙，如果甲、乙相互靠近说明磁铁和铁棒之间会彼此吸引。
牛顿第三定律物理教学反思
牛顿第三定律物理教学反思引言：牛顿第三定律是力学中的一个重要概念，它揭示了物体之间相互作用的本质。
在物理教学中，教师往往通过实验和例题的方式向学生介绍这一定律，并希望学生能够通过实践来加深对其理解。
然而，在教学中我发现，学生对于牛顿第三定律的理解常常存在误解和困惑。
因此，我对自己的教学进行了反思，并总结了一些改进的方法和策略，以提高学生对牛顿第三定律的理解和应用能力。
一、教学目标的明确在进行教学准备之初，我意识到一个明确的教学目标对于教学的成功至关重要。
因此，我在设定教学目标时，明确了以下几个方面：1. 理解牛顿第三定律的概念和含义；2. 能够运用牛顿第三定律解决实际问题；3. 培养学生的实验和观察能力，通过实验验证牛顿第三定律。
二、概念的引入为了让学生更好地理解牛顿第三定律，我在课堂上首先以通俗易懂的方式介绍了“作用力和反作用力”的概念，并举了一些日常生活中的例子，比如走路时我们脚踩在地上的力和地面对我们的反作用力。
通过这些例子，我希望学生能够感受到物体之间相互作用的存在，并能够理解反作用力的概念。
三、实验的设计为了加深学生对牛顿第三定律的理解，我设计了一系列与反作用力相关的实验。
比如，我让学生用手掌同时向两个相互挨着的篮球施加力量，并观察篮球的反应。
通过这个实验，学生们可以亲自感受到施加给篮球的力和篮球对他们手的反作用力，从而理解反作用力的存在和作用。
另外，我还设计了一些实验，比如通过拉弓射箭和放风筝等，进一步加深学生对牛顿第三定律的理解。
四、问题的提出为了检验学生对牛顿第三定律的掌握情况，我在课后布置了一些相关的题目，既包括选择题，也包括应用题。
其中的选择题主要考察学生对概念的理解，而应用题则要求学生能够运用牛顿第三定律解决实际问题。
在批改作业时，我发现许多学生在选择题上掌握得较好，但在应用题上出现了困惑。
为了解决这个问题，我在下次课上讲解了一些常见的应用题，并带领学生共同分析解题的思路和方法。
《牛顿第三定律》说课稿(优秀6篇)
《牛顿第三定律》说课稿（优秀6篇）《牛顿第三定律》说课稿及教学反思篇一一、说教材：小车、弹簧片、细线；三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒；通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸；磁铁、弹簧秤等二、说教法学问与技能：知道作用力与反作用力的概念理解牛顿第三定律的确实含义会区分平衡力与作用力反作用力过程与方法：察看生活中力的相互作用现象2、试验探究力的相互作用规律3、激励同学勇于探究，促使同学养成科学思维习惯情感态度与价值观：1、经过察看，试验，探究，培育实事求是的科学态度2、体会物理定律的简捷，精准，严密3、渗透物理学史4、引申，注重人际交往三、教学重点对牛顿第三定律的理解及应用四、教学难点作用力反作用力与平衡力的区分五、教学过程一、引入新课人在划船时用桨推河岸，发生了什么现象呢？船离开了岸。
这个问题在中学已经讨论过，当时对这个问题的解释是：物体间力的作用是相互的。
当一个物体对另一个物体施加力的作用时，这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用，我们把这个过程中显现的两个力分别叫做作用力和反作用力。
下面进一步来讨论两个物体之间的作用力和反作用力的关系。
二、教学过程设计1、物体间力的作用是相互的我们通过几个试验来讨论今日的内容。
通过试验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系。
在试验中大家要注意察看现象，分析现象所说明的问题。
试验1、在桌面上放两辆相同的小车，两车用细线套在一起，两车间夹一弹簧片。
当用火烧断线后，两车被弹开，所走的距离相等。
试验2、在桌面上并排放上一些圆杆，可用静电中的玻璃棒。
在棒上铺一块三合板，板上放一辆遥控电动玩具小车。
用遥控器掌控小车向前运动时，板向后运动；当车向后运动时板向前运动。
试验3、用细线拴两个通草球，当两个通草球带同种电荷时，相互推斥而阔别；当带异种电荷时，相互吸引而靠近。
试验4、在两辆小车上各固定一根条形磁铁，当磁铁的同名磁极靠近时，放手小车两车被推开；当异名磁极接近时，两辆小车被吸拢。
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“牛顿第三定律” 在高中物理教学中不仅是牛 顿定律教学的收尾， 还是学习复杂受力分析的基础 和序幕。 作为一个承前启后的环节， 对本节教学进 行深入的研究有着特别重要的意义。 然而， 与其重 要地位相反的是， 现行粤教版 ［1］ 等教材却并未在 该章设置这一内容， 与牛顿力学学科结构的完整性 产生了公然的矛盾。 而在当前诸种教材中， 对本节 的编写也体现出了特殊且微妙的差异。 造成这些教 材编写现象的原因是什么？ 对此， 笔者归结了牛顿 第三定律教材编写中的如下三个本节教材编写的疑 难问题， 并给出深入的剖析。
课 程 教 学 研 究 · Journal of Curriculum and Instrution
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２０１４ １
年
这种改进诚然为教学提供了可贵的启示与可行
然而实际上， 传感器的精确化也带来了烦恼。
第
的选项， 但是新的疑难接踵而至。 首先， 这种方式 一些规格的传感器不仅可以比较两条图线的相似
期
二、弹簧测力计实验的循环论证
体现。 在肯定对该实验循环论证的解剖之后， 还须看
到， 这种声音正反映了师生在做该实验时普遍存在 的一种怀疑心理。 教学实践中也发现， 实验中学生 的参与度是值得怀疑的， 毕竟肢体的主动无法代替 思维的主动。 事实上， 正如麦克斯韦所说， “这些 实验的教育价值， 往往与仪器的复杂性成反比”， 充分强调了教学实验对仪器简单性的特殊要求。 对 于本节的实验， 定律的基础性更加反衬了仪器的复 杂。 然而矛盾的是， 限于本节的教学内容， 以及学 生对平衡力、 相互作用力认识的模糊性， 此处的处 理更不能简单带过。
相同、 作用于同一直线， 并且同时产生， 同时消 直线， 这时仍然会发现它不过原点……”［14］ 所以，
失， 同时变化。 为了有效、 充分地演示定律的这些 片面追求精确、 一味陷入分析误差的教学是失当
以上矛盾也就自然地引出了该环节涉及的 “教 学性” 的问题， 即如何对实验进行改进。 上述论者 提出了替换方案， 从更为普遍的动量守恒定律出
以两个弹簧测力计 “对拉” 的方式验证或探究 牛顿第三定律也是本节一个被长期使用的教学环 节。 现行粤教版、 人教版等各种教材都以 “实验” 与 “活动” 等形式设置了这一环节。 其实， 这一实 验亦存在疑难问题， 可以被分为一个 “科学性” 问 题以及一个 “教学性” 问题。
务。 至于如何在上述权宜之计以外开发更好的实 “尽管这些图线没有与我们的猜测完全一致， 但它
验， 则还需不断探索。
们强烈地向我们提示， 这样的猜测很可能是正确
三、传感器精确化的烦恼
的。 你可以说， 中学物理实验器材的精密度不够， 用更好的仪器就能得到过原点的直线了。 但是， 如
作用力与反作用力大小相等、 方向相反、 性质 果用了更好的仪器， 就要用更高的标准来检验这条
处理或许对程度较好的学生是适合的， 而对于大多 题同样不可随意处置， 我们发现， 牛顿第三定律的
数学生， 仍需寻找新的解决方案。
传感器实验， 有时误差是非常大的， 甚至会无法
实际上， 包括传感器在内， 任何作为质点组或 “圆场”。 具体而论， 用传感器验证定律时学生的心
刚体的实验仪器， 其设计原理都无法回避牛顿第三 理感受究竟如何？ 是巩固还是动摇了对定律的体
２０１４ １
年 第
期
物理教材“牛顿第三定律”编写
教
材 建
存在的三个疑难问题
设
胡扬洋 耿爱霞
□摘 要
□关键词 □ 作者简介
就牛顿第三定律教材编写中，定律数学表达式的矢量符号与正负号、弹簧测力 计实验的循环论证以及传感器精确化等三个疑难问题进行了深入剖析，此类 疑难问题反映了物理教材结构与物理学科结构间的矛盾与转化需要，并认为 发现并分析此类疑难问题具有重要价值。 牛顿第三定律；物理教学；教材编写 胡扬洋，首都师范大学物理课程与教学论硕士研究生；耿爱霞，首都师范大学 物理课程与教学论硕士研究生
质上必然会导致作用力反作用力大小相等方向相
建 设
为 ê， F軈′方向的单位矢量为 ê′， 由 “F軈+F軈 ′=0” 出发， 反。 因此， 用弹簧秤来验证第三定律是不合适的，
投影得 Fê+F′ê′=0， 即 Fê-F ′ （-ê′） =0， 也即 Fê- 它隐含着内在的逻辑上的循环论证”。 ［8］
F′ê=0， 消去 ê 得牛顿第三定律正确的标量式 F-F′=
学生将测力计视为一个黑箱， 只需明确其显示的读 求。
数是其所在绳中的张力即可， 并且张力分别等于己
规避可能出现的偏向仍然无法代替正确教学方
方挂钩对对方的压力。 或者直接认为其示数就是己 向的选择。 对误差问题， 正是该册人教版教材在
方挂钩的压力。 从而使学生的注意力集中于核心任 “学生实验” 部分的一段论述， 为我们提供了启示：
由上可见， 教学板书必须写为矢量形式的 “F軈+ F軈′=0”、 “F軈 =-F軈 ′”， 或标量形式的 “F-F′=0”、 “F= F ′”。 而为了用负号表达两力方向相反、 性质相同 等物理意义， 则可选用F軈=-F軈 ′或 F-F ′=0。 但是总体
就在不觉中也陷入了 “循环论证” 的泥淖。 而事实 上， 弹簧测力计作为一种简单机械， 其原理根本无 法绕开牛顿力学的三个基本定律。 用基于牛顿第三 定律设计的仪器验证牛顿第三定律则难免会是循环 论证。 这些都是牛顿定律作为自然界最基本定律的
对科学性问题， 《物理教师》 杂志曾有教师从 弹簧测力计的原理及其校准过程论证了使用该实验 验证定律的荒谬性。 对处于平衡状态的两测力计使 用整体法受力分析， 可得两外力大小相等方向相
发， 采用了一个两物体的碰撞实验。 认为 “如果实 验表明碰撞前后的总动量恒定不变， 那就间接地证 明了牛顿第三定律”， 并且也不会陷入逻辑上的循 环论证， 并更有利于理解动量守恒定律的普遍性。［9］ 华东师范大学二附中理科班使用的物理教材则用牛 顿 《自然哲学的数学原理》 中的碰撞实验为主线， 采用实验获得的结论 （即碰前碰后动量守恒， 但是 这一规律当时尚未提出）， 结合数学推证得出了牛 顿第三定律的表达式。 ［10］以上两种方法实则在原理 上一致。
第
则下的表达式显然是F軈+F軈 ′=0， 移项即得F軈=-F軈 ′. 所
推导两挂钩间压力 “F=-F軈 ′” 的表达式。 论者据此
期
以， 这一表达式无疑是正确的。 但是， 这与标量形
认为该实验实则验证的是牛顿第二定律而非第三定
教
律。 对于非平衡状态， 由于 “校正弹簧秤的过程实
材
式的 “F=-F軈′” 却并不等价。 选取F軈 方向的单位矢量
而言， 用 “F軈=-F軈 ′” 表达的意涵最为充分。 而教材 编写由于采用印刷体形式， 不容易突出这一内涵， 因此可以采取旁批的形式强调， 或在配套的教师用 书中加以说明。
归结以上对牛顿第三定律表达式的探讨可见， 虽然中学物理不要求处理物理量的矢量计算， 但是 这不能成为教材与教学忽视对物理量作矢量分析的 理由。 一般而言， 在基础物理中， 只对未知量可以 假设， 对其他物理量， 如果一律用标量表示其 “大 小” （即绝对值）， 其他如方向、 电性等物理意义 都交由矢量式承载， 则会使探讨过程顺畅并获得逻 辑一致的符号体系， 从而避免犯错。 这一认识亦需 教材编写纳入考量。
辑。 中学物理作为一套唯象理论， 其基本特征是从 新的空间， 但是数据的精确往往使得误差也被明显
设
物理实验、 思想实验、 物理现象出发， 建立物理模 地展现出来， 成为无法回避的问题。
型或者物理图像， 为物理学走向公理化、 理论架构
教材编写中对此应持何种态度？ 并采取什么教
阶段的前提和基础， 而不是越俎代庖地， 过早地向 学行为？ 对此， 有教师以 “拉力不在同一直线上”
76
Journal of Curriculum and Instruti４ １
母表示标量） 以下是对其说明， 如图 1 所示， 对一 反。 再对各个测力计使用隔离法受力分析可得一个
年
对作用力 （F軈） 与反作用力 （F軈 ′）， 一般矢量运算法
挂钩压力与一个对应外力的平衡方程， 联立可直接
事实上， 物理学中的不同符号往往蕴含着丰富 且迥异的物理意义。 实践表明， 不弄清这一内涵， 课堂教学与后续的习题解答将会遇到明显的矛盾和 无法克服的障碍， 一节课的 “点睛之笔” 也会由于 科学性错误而沦为 “败笔”。
图1
笔者认为， 在牛顿第三定律的教材编写与教学 板书中， 对该公式都应采用 “F軈=-F軈 ′” 的矢量形式 为宜。 （一般而言， 印刷资料使用粗体字母表示矢 量， 细体表示标量。 为使讨论更加清晰， 下文采用 带矢量符号的字母表示矢量式， 不带矢量符号的字
不可避免地加入了动量守恒的新知识， 但该知识是 性， 还可以使图线绕时间轴上下翻转， 从而精确比
新教材选修 3-5 的内容。 其次， 整体而论， 这种用 较二者重合与否。 有些传感器还能显示各时刻作用
教 材
公理架构定理的方式不符合中学物理教学的基本逻 力与反作用力的具体大小。 这些功能为教学开辟了
建
一、公式的矢量符号与正负号
大多数教材、 教参、 教辅中都会在本节讲解的 最后得出 “F=-F ′” 这一公式， 如现行教科版 ［2］、 鲁科版 ［3］、 上科版都呈现了这一公式， 大多数教师 也都会在教学中将此公式作为 “点睛之笔”。 然而 对于这一公式的矢量符号与正负号的确切表达却长 期以来受到了忽视。 事实上， 现今大量纸质资料由 于印刷质量的参差不齐， 公式中字母是否是粗体往 往无法辨认。 这有悖于教学工作的严谨与严肃。
对此， 我们认为， 以上对该实验涉嫌循环论证
0。 这与使用牛顿力学解决问题的规范方法也是一 的讨论是深刻的。 但是， 上述教师在对两测力计使
致的。 由此亦可见， 鲁科版等教材称 “公式中的负 用整体法列平衡方程时， 由于默认了一对和内力为