1、第3节重力教材解读本节是在学生学习了质量、力等知识的基础上进行教学的。重力在力学学习中有着广泛的应用,在对物体进行受力分析时,必须先研究重力对物体的影响;重力是以后学习压强、浮力、功等知识的基础。因此,重力在力学中处于举足轻重的地位。重力是一种最常见的力,也是本章的重点内容。对于重力要从它的大小、方向、作用点三个方面进行认识,对于万有引力只需让学生明白天上的物体跟地面上的物体一样,都受到引力作用,对万有引力定律不必补充和深入讨论;物体重力与质量的关系不要急于给出结论,要通过探究得出。学习目标物理观念1.知道重力产生的原因。2.知道重力的方向、作用点。3.通过实验探究,了解重力的大小跟物体质量的
2、关系。科学思维从物理学视角,对实验证据进行分析,进而认识重力大小和质量关系的内在规律。科学探究1.经历探究重力的大小跟什么因素有关的过程。2.尝试根据已有经验提出科学的猜想。3.体会用图像处理实验数据、根据图像得出实验结论的方法。科学态度与责任1.对重力的存在及应用有浓厚的学习兴趣,主动分析日常生活中有关重力的现象。2.通过用铅垂线校准墙壁是否竖直或桌面是否水平的操作,产生提高自己能力和应用知识的愿望。3.培养学生乐于参与科学实践的情感,在实验中养成严谨的科学态度。重难点处理重点:探究重力的大小与质量的关系。本实验需要的器材不多,实验结论差别不大,建议让学生亲自做一做,不要用教师演示实验代替;
3、这个实验探究的重点可突出“猜想”与“分析论证”两个要素。难点:重力的方向。该知识点的误区在于学生常常把重力的方向误认为与接触面垂直,将“竖直向下”与“垂直向下”混淆,建议利用直角三角板作一条铅垂线,改变三角板的摆放方式,观察铅垂线的方向。 合 作 探 究探究课题:重力的大小跟什么因素有关。进行猜想:重力的大小可能与物体的体积、物体的质量、物体的形状、物体相对地面的位置、物体的密度等有关。说明上面的几种猜想是学生根据已有的知识和生活经验建立的,其中体积和密度对重力的影响都可归纳到质量当中,所以只研究重力与质量的关系即可。物体所受重力的大小与位置的关系到高中再去探讨。进行实验:把钩码逐个挂在弹簧测
4、力计上,分别测出它们受到的重力,记录在表格中。记录表格:建议针对教材P12表格再添加一行,表头设为“Gm”。分析论证:指导学生先完成记录表格,然后用图像的方法处理实验数据,分析归纳得出结论。教学反思重力这节课是在学生前面学过的力的知识的基础上进行教学的,教学过程如下:先通过学生熟悉的例子使学生认识重力的存在,然后通过学生的探究实验,研究物体所受重力的大小跟什么因素有关,再研究重力的方向及重心。在探究重力的大小跟什么因素有关时,通过作图的方法得出重力跟质量的关系,这种做法思路简捷,学生容易掌握,同时让学生掌握利用数学知识解决物理问题的一种方法图像法。关于重力的方向,首先说明用线将物体悬挂起来后,
5、物体静止时悬线的方向就是重力的方向,这个方向叫“竖直方向”,所以重力的方向是竖直向下的,并通过“想想议议”让学生明白竖直向下的“下”指的是什么及它与“垂直向下”的区别。通过实际的例子说明竖直向下的重力方向在实际中的应用,培养学生运用知识解决实际问题的能力。最后告诉学生地球吸引物体的每一部分,但物体受到的重力可以认为集中在一个点上,这个点叫物体的重心。典案一 教学设计教师活动学生活动设计意图【导入新课】情境引入:观察与思考:问题1:为什么“水往低处流”?问题2:衣服上的水滴、成熟的苹果总是落向地面,为什么?观赏、体会生活中的现象,针对问题积极思考、踊跃回答。通过思考、观察,激起学生好奇心,从而引
6、入课题。【探究新知】一、重力的大小(G)1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。(1)地球上的所有物体都受重力作用。(2)重力的施力物体:地球。(3)重力的受力物体:研究的物体。探究活动1:请同学们用手分别托起实验桌上的两组物品,说出感觉所用的力的大小,为什么所用的力不同?体验与感悟:不同质量的物体用手托住时所用的力不同,质量越大的物体,托住时所用的力越大,即物体重力越大。思考:用手托住三个不同材料的金属柱(体积相同),所用的力不同,即物体重力不同,是什么影响了重力的大小?2.探究重力的大小和哪些因素有关探究活动2:利用弹簧测力计和质量不同的重物(已知质量的钩码)探究重力的大小和质量
7、的关系。(1)猜想(2)设计实验探究重力与质量的关系实验器材弹簧测力计、质量不同的重物钩码(已知质量)。器材组装及实验步骤观察弹簧测力计的量程、分度值,调节弹簧测力计指针到零刻度线处;将一个钩码挂在弹簧测力计下,用弹簧测力计测出其重力G,观察并记录钩码的质量m和重力G,填写在表格中;逐次增加钩码个数,再做4次实验,用弹簧测力计分别测出4次钩码重力G,观察并记录4次钩码的质量m和对应的重力G,并填写在表格中;整理实验器材,分析实验数据,总结结论。实验数据钩码的质量m/g钩码所受重力G/N重力与质量比值Gm/(Nkg-1)500.5101001101501.5102002102502.510数据分
8、析建立G-m坐标系,描点并连线。实验结论物体所受的重力跟它的质量成正比。关系式:G=10 N/kgm。比例系数为g=9.8 N/kg(粗略计算时g取10 N/kg),其物理意义:质量为1 kg的物体受到的重力为9.8 N。g的大小与地理位置有关,地理位置不同,g值不同。3.重力计算公式:G=mg。学生动手实验、仔细观察、认真思考、讨论交流。实验、感受、思考、交流、回答。让学生直观地认识重力现象,并在观察、实验的过程中与自己的生活经验进行结合。二、重力的方向探究活动:请同学们按图所示,将一个乒乓球悬挂在铁架台上,观察悬挂乒乓球的细绳方向;然后在铁架台的左下端垫上一个木块,仍观察悬挂乒乓球的细绳方
9、向。重力的方向:竖直向下。如图所示,建筑工人在砌墙时,用细线悬挂一重锤,以铅垂线为标准,使所砌墙与铅垂线平行,以保证墙的竖直方向。想想议议:在图中,地球上几个地方的苹果都可以向“下”落,但从地球外面看,几个苹果下落的方向显然不同。那么,我们所说的“下”指的是什么方向?请自选实验器材,利用铅垂线判断课桌桌面是否水平?三、重心重心:重力的等效作用点。形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。思考与讨论:提问1:杂技演员是如何控制重心的?提问2:不倒翁是采用什么方法降低重心的?探究活动:重力的示意图例题1:水平面上的小车重100 N,如何表示这个力?例题2:用力的示意图表示出斜面上重为
10、200 N的物体所受的重力。课堂小结(略)课堂练习(略)布置作业(略)进行自主实验设计:添加器材:直角三角尺操作方法:将铅垂线固定在锐角顶点上,将三角尺竖直放在被测桌面上,使一直角边与桌面重合,观察铅垂线是否与另一直角边平行,改变三角尺在桌面上的位置,重复上述操作,如图所示:实验现象及结论:若桌面水平:铅垂线始终与另一直角边平行;若桌面不水平:铅垂线与另一直角边不平行。学生观察、讨论交流、得出结论。学生仔细观察、认真思考、讨论交流。通过让学生自主设计实验,锻炼学生的实验设计能力,加深对实验的理解,同时在实验过程中,互相交流和讨论,增强合作意识。加强与实际生活的联系,让学生认识到重心在生活中的应
11、用。培养学生自主探索知识的能力。温馨提示:为满足广大一线教师的不同教学需求,特新增“典案二教学设计”,内含多种授课方式不同的教学设计案例,word排版,可编辑加工,方便使用。内容详见电子资源。典案三 导学设计学点1:重力观察如图735所示图片,完成下列问题。图735问题:由于地球对它附近的物体有吸引作用,因此我们把由于地球吸引而使物体受到的力叫重力,通常用字母G表示。重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。拓展:假如重力突然消失了,可能会出现的情境有:水不会向低处流;空气会逃离地球,地面附近没有大气层;抛出去的物体不会落回地面;拿起东西不费吹灰之力;等等。学点2:重力的大小实验探究:物
12、体所受重力的大小与物体质量的关系。经验分析:我们用手分别托起一本书和五本相同的书,会感觉所用的力不同(选填“相同”或“不同”),根据生活中的经验我们可以初步判断:质量不同的物体所受的重力不同(选填“相同”或“不同”)。猜想假设:物体所受重力的大小可能跟物体的质量有关。物体质量越大,可能受到的重力越大。实验器材:弹簧测力计、钩码若干个(每个50 g)。进行实验:如图736所示,把钩码挂在弹簧测力计上,当钩码静止时,弹簧测力计的示数等于钩码所受重力的大小。逐次增挂钩码,分别测出它们所受的重力,并记录在下面的表格中。图736次数钩码的质量m/kg钩码的重力G/N重力与质量的比值Gm/(Nkg-1)1
13、234数据处理:填写表中实验数据,并在图737中进行描点连线。分析数据及图像,总结物体所受重力跟它的质量之间有什么关系。图737实验结论:物体所受重力的大小与它的质量成正比,如果用G(字母)表示重力,用m(字母)表示质量,g表示重力与质量的比值,则其关系式可以表示为g=Gm,即G=mg。其中g值大小为9.8 N/kg,粗略计算时可以取10 N/kg。学点3:重力的方向如图738所示,在一个铁架台上悬挂一个小球,适当倾斜铁架台,观察小球悬线的情况,回答下列问题。图738问题1:分析各图中小球的情况,小球受到的重力的方向和细线的方向一致(选填“一致”或“不一致”),说明重力的方向总是与水平(选填“
14、水平”或“支持”)面垂直,这个方向即为我们常说的“竖直向下”,因此重力的方向是竖直向下的。问题2:如图739所示,我们脚朝下站在地球上,此时我们受到的重力的方向是竖直向下的;在我们脚“下”的南美洲居民,好像脚是朝“上”的,但是他们也能平稳地站在地球上,他们受到的重力的方向也是竖直向下的,这就说明我们通常所说的“下”是指向地心的方向。图739问题3:建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定竖直的方向,以检查所砌的墙壁是否竖直。学点4:重心问题:地球吸引着物体的每一部分。但是,对于整个物体,重力作用的表现好像作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。形状规则、质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心上(如图7310所示),不一定(选填“一定”或“不一定”)在物体上。图7310拓展:稳度就是物体的稳定程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。如图7311所示,不倒翁之所以不会倒,就是由于它的重心很低。图7311
