第四節(jié)《重力》精品教案

　　重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

　　1．重力

　　重力的概念比較復(fù)雜，而且比較抽象．由于學(xué)生在日常生活中對(duì)重力有一些模糊的認(rèn)識(shí)，而且有些認(rèn)識(shí)是不科學(xué)的，例如有的學(xué)生認(rèn)為重力是物體自己施加的，這樣給教學(xué)造成一定的困難．因而在進(jìn)行“重力”這部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面分層次進(jìn)行．

　�。�1）從觀察入手，手中的物體離開手以后豎直下落，而且速度越來越快；向上拋出的小球在上升過程中速度越來越慢，升高到一定高度改變運(yùn)動(dòng)方向向下降落．

　�。�2）分析思考，物體下落速度越來越快，向上拋出的物體速度越來越慢，物體升高到一定高度改變運(yùn)動(dòng)方向，都是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，由于力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，說明物體受到了力的作用．

　　（3）物體下降時(shí)速度越來越快，向上拋出時(shí)越來越慢，升高到一定高度改變了運(yùn)動(dòng)方向，說明物體受到了向下的力．

　�。�4）有受力物體必然有施力物體，這個(gè)施力物體就是地球，是由于地球的吸引而使物體受到了力．由此得出重力的概念．

　　2．重力的方向豎直向下

　　關(guān)于重力的方向，在學(xué)生中易出現(xiàn)兩個(gè)錯(cuò)誤說法：一是把豎直向下說成垂直向下，或者誤認(rèn)為與接觸面垂直．由于學(xué)生對(duì)放在斜面上的物體可以沿斜面下滑有感性認(rèn)識(shí)，因此認(rèn)為這時(shí)重力的方向是沿斜面向下的，為了解決上述學(xué)生中的問題，建議在教學(xué)中采取以下方法．

　�。�1）認(rèn)真觀察物體自由下落的方向，懸掛物體的線自由下垂的方向，然后向?qū)W生明確，這個(gè)方向被人們稱為豎直方向，所以重力的方向豎直向下．

　�。�2）從數(shù)學(xué)知識(shí)可以知道，垂直是兩條線、兩個(gè)平面，或者是線與平面之間的位置關(guān)系，但是重垂線的方向與水平桌面垂直、與斜面不垂直，因此講垂直向下或者講與接觸面垂直是錯(cuò)誤的．

　　3．重心

　　重力在物體上的作用點(diǎn)，叫做物體的重心，當(dāng)一個(gè)物體的幾何形狀及質(zhì)量分布不發(fā)生改變時(shí)，它的重心位置相對(duì)物體來說也是確定的，并不隨物體放置的位置改變而改變．但如果形狀發(fā)生了變化，其重心位置一般也將發(fā)生改變，如一個(gè)人在運(yùn)動(dòng)時(shí)其重心位置就會(huì)不斷發(fā)生變化．

　　分布均勻，形狀規(guī)則的物體其重心在其幾何中心，如球形，正方體，圓柱體等．

　　重心的位置不一定都在物體上，例如一個(gè)圓環(huán)其重心就不在環(huán)上，而在圓心上．

　　對(duì)于不規(guī)則的物體，其重心可以采用懸掛法來確定．

　　師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)

　　1．觀察手中的物體離開手后自由下落，向上拋出的物體速度越來越慢最后改變方向自由下落，通過分析這些現(xiàn)象得出重力的概念．

　　2．通過實(shí)驗(yàn)得出重力與質(zhì)量的關(guān)系

　　3．通過觀察、分析、討論認(rèn)識(shí)重力的方向是豎直向下的．

　　4．小實(shí)驗(yàn)，確定重心的位置．

　　課時(shí)安排

　　1課時(shí)

　　教具學(xué)具準(zhǔn)備

　　重垂線、彈簧秤、鉤碼

　　--示例

　　（一）導(dǎo)入新課

　　實(shí)驗(yàn)一：教師將小球放在手中，松開手，請(qǐng)同學(xué)們觀察松開手以后小球如何運(yùn)動(dòng)？它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變了沒有？為什么會(huì)發(fā)生這些現(xiàn)象？

　　教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反復(fù)幾次，然后請(qǐng)同學(xué)回答上述問題．

　　小球下落，它的速度越來越快，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化．由于力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可見小球受到了力的作用．

　　在教師的引導(dǎo)下，由學(xué)生回答出“力的方向是向下的．”

　　實(shí)驗(yàn)二：教師向上拋出一個(gè)小球，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的情況．

　　教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反復(fù)幾次，請(qǐng)同學(xué)敘述觀察到的現(xiàn)象．

　　提問：為什么小球在拋出以后運(yùn)動(dòng)的速度越來越慢，為什么小球會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向？

　　在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上指出：以上現(xiàn)象都說明小球受到了一個(gè)向下的力，一個(gè)物體受到力的作用，一定有另外的物體對(duì)它施加這種作用．拋出小球以后、小球向上運(yùn)動(dòng)，速度越來越慢．上升到一定高度改變運(yùn)動(dòng)方向，向下運(yùn)動(dòng)，而且速度越來越快．產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是由于小球受到了地球的吸引而受到了力．這個(gè)力我們叫它重力．

　　（二）新課教學(xué)

　　1．重力的方向

　　老師：放在講桌上的粉筆盒、板擦，同學(xué)們課桌上放的書、鉛筆盒，以及桌子、椅子，包括我們自己在內(nèi)受不受重力？

　�。蹖W(xué)生］都受到重力．

　�。劾蠋煟葜亓Φ氖┝ξ矬w是誰？

　�。蹖W(xué)生］是地球．

　�。劾蠋煟菰诘孛娓浇�有沒有不受重力的物體？

　�。蹖W(xué)生］沒有．

　�。劾蠋煟菡�(qǐng)同學(xué)們看一下，在鐵架臺(tái)的橫桿上用線掛著幾個(gè)物體，有重錘、有砝碼．懸掛物體的線自由下垂的方向，剛才我們看到的小球自由落下的方向，一致不一致？

　�。蹖W(xué)生］這些方向都是一樣的．

　　我們把這個(gè)方向叫豎直向下，所以重力的方向是豎直向下的．

　　2．重力的大小

　　日常生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，重力是有大小的，這里有兩個(gè)金屬球，一個(gè)大一個(gè)小，我們請(qǐng)一位同學(xué)到前面來把這兩個(gè)金屬球放在手心感覺一下．

　　請(qǐng)一位同學(xué)到前邊來拿起金屬球．

　�。劾蠋煟葸@兩個(gè)金屬球哪個(gè)質(zhì)量大？

　�。蹖W(xué)生］大金屬球．

　　［老師］根據(jù)你日常生活中的經(jīng)驗(yàn)，哪個(gè)金屬球的重力大？

　�。蹖W(xué)生］大球．

　　［老師］金屬球的重力和它的質(zhì)量是什么關(guān)系？

　　［學(xué)生］質(zhì)量越大的金屬球，它的重力也越大．

　　［老師］回答的很對(duì)，但這只是一個(gè)定性的結(jié)論，下面我們定量的研究這個(gè)問題．在研究這個(gè)問題之前我們先要明確一下，物體所受重力的大小可以用彈簧秤來測(cè)量，（把大小兩個(gè)金屬球用膠條固定兩根小線，并掛在兩個(gè)彈簧秤上）大金屬球彈簧秤示數(shù)大，掛小金屬球的彈簧秤示數(shù)小，彈簧秤的讀數(shù)就等于物體的重力．我們每個(gè)同學(xué)的課桌上有一個(gè)彈簧秤和3個(gè)100g的鉤碼，請(qǐng)同學(xué)們分別測(cè)出100g、200g、300g的鉤碼所受的重力，并計(jì)算出重力跟質(zhì)量的比值，把測(cè)量值和計(jì)算結(jié)果填在教材P96的表格中．下面開始實(shí)驗(yàn)．

　　實(shí)驗(yàn)過程中教師在同學(xué)中巡視，進(jìn)行指導(dǎo)，了解實(shí)驗(yàn)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后請(qǐng)同學(xué)說出自己測(cè)出的三次重力值和物體的重力與它的質(zhì)量的比值，將學(xué)生測(cè)得的值寫在黑板上．由于彈簧秤不十分精確以及測(cè)量中不可避免的誤差，計(jì)算出的比值不會(huì)正好等于9.8N／g．應(yīng)要求學(xué)生實(shí)事求是的說出自己的測(cè)量值，教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)值不準(zhǔn)確的原因．

　　大量的實(shí)驗(yàn)和我們?nèi)粘Ｉ�活中的�?jīng)驗(yàn)都告訴我們，質(zhì)量增大幾倍，重力也增大幾倍、物體的重力與質(zhì)量成正比，它們的比值是9.8N/g，如果用G表示重力，表示質(zhì)量，g表示9.8N/g，那么重力與質(zhì)量的關(guān)系可以寫成如下表達(dá)式．

　　請(qǐng)同學(xué)考慮一下g=9.8N/g，它的物理意義是什么？

　　質(zhì)量是1g的物體，受到的重力是9.8N．（這個(gè)結(jié)論如果學(xué)生一時(shí)說不出，教師應(yīng)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析逐步進(jìn)行引導(dǎo)）

　　利用這個(gè)公式，我們可以已知質(zhì)量計(jì)算出物體的重力，也可以已知重力求出物體的質(zhì)

　　量．但計(jì)算中要注意質(zhì)量的單位用千克，計(jì)算出重力的單位是牛．下面請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下，質(zhì)量是450g的物體重力是多少？

　　學(xué)生練習(xí)，教師巡視，練習(xí)結(jié)束后請(qǐng)學(xué)生說出計(jì)算過程，教師將學(xué)生回答內(nèi)容寫在黑板上，最后形成正確解題過程的板書．

　　例題質(zhì)量是450g的物體受到的重力是多少？

　　已知

　　求G＝？

　　解

　　答物體受到的重力是4.41N．

　　4．重心

　　請(qǐng)同學(xué)們把直尺、鋼筆、鉛筆放在手指上并且讓它們能靜止不動(dòng)．

　　學(xué)生進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師提問．

　　是不是隨便怎么放，直尺、鋼筆等物品都可以在手指上靜止不動(dòng)．

　　不是，對(duì)每一樣?xùn)|西總是有一個(gè)固定的位置．

　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，物體受到的.重力可以看成集中在一個(gè)點(diǎn)上，如果這個(gè)點(diǎn)正好在手指中間的位置，物體就可以不掉下來，這點(diǎn)是重力在物體上的作用點(diǎn)，我們叫它重心．

　　老師：剛才實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們是否注意到，直尺重心的位置與鋼筆、圓珠筆等物體重心的位置有什么不同，沒注意的同學(xué)可以再試一下．

　　［學(xué)生］直尺重心的位置正好在中間的位置，鋼筆、圓珠筆就不在中間．

　�。劾蠋煟萃瑢W(xué)們觀察的很好，這說明物體重心的位置與物體的形狀，材料是否均勻有關(guān)．

　　外形規(guī)則，密度均勻的物體的重心就在它的幾何中心，如球心、圓心、正方形對(duì)角線的交點(diǎn)．

　　現(xiàn)在同學(xué)們的課桌上都有兩塊不規(guī)則的紙板，大家能不能想一個(gè)辦法，迅速、準(zhǔn)確的找到它重心的位置．

　　組織學(xué)生討論，最后引導(dǎo)大家利用重力的方向豎直向下這一物理規(guī)律，利用幾何中兩條

　　直線相交確定一個(gè)點(diǎn)的數(shù)學(xué)規(guī)律歸納出用吊線法來確定不規(guī)則物體重心的位置．

　　（三）總結(jié)、擴(kuò)展

　　今天我們研究了重力，實(shí)際研究了兩個(gè)問題，首先，我們研究了什么是重力，重力的概念比較復(fù)雜，初中只能作一般的了解．17世紀(jì)末，英國(guó)科學(xué)家牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，任何兩個(gè)物體之間都存在引力，引力的大小與兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，這個(gè)引力稱之為萬有引力，地球與物體之間的萬有引力就是一般我們所說的地球引力，但是一般地說重力并不等于地球引力，所以我們的教材中在講重力時(shí)只說“物體由于地球吸引而受到的力叫做重力”，并沒講重力就是地球的吸引力，也沒有給出重力的定義．由于這個(gè)問題比較復(fù)雜，今后到高中還要作進(jìn)一步研究．今天研究的第二個(gè)問題是重力的三要素，即重力大小的計(jì)算、重力的方向、重力的作用點(diǎn)．這三個(gè)問題對(duì)于今后學(xué)習(xí)物理十分重要，因此一定要掌握．

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