第二節(jié) 重力
從容說
本節(jié)是在前一學(xué)過的力的一般知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用這些知識(shí)研究最常見的一種力——重力．教材中先通過學(xué)生熟悉的例子使學(xué)生認(rèn)識(shí)了重力的存在，然后通過學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，研究物體所受重力的大小跟什么因素有關(guān)．用在坐標(biāo)上作圖的方法得出了重力跟質(zhì)量的關(guān)系，這種做法思路簡(jiǎn)捷．學(xué)生容易掌握，同時(shí)學(xué)會(huì)了利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的一種方法——圖象法．關(guān)于重力的方向，教材中首先說明用線將物體懸掛起后物體靜止時(shí)線的方向就是重力的方向，這個(gè)方向叫豎直方向，所以重力的方向是豎直向下的，并通過想想議議讓學(xué)生明白豎直向下的“下”指的是什么．通過實(shí)際的例子說明豎直向下的重力方向在實(shí)際中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的習(xí)慣和能力．最后告訴學(xué)生地球吸引物體的每一部分，但物體受到的重力可以認(rèn)為是集中在一個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)叫物體的重心，滲透了“等效法”．
生活中物體在重力作用下豎直下落的例子比比皆是，因此教學(xué)中應(yīng)注意通過學(xué)生熟悉的例子創(chuàng)設(shè)問題情景．以觀察思考開路，培養(yǎng)學(xué)生觀察思考的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和樂于探究問題的積極性．通過探究解決本書中“力的大小跟質(zhì)量關(guān)系”的重點(diǎn)問題，通過讓學(xué)生利用重垂線觀察窗臺(tái)、桌面是否水平，通過一系列有趣的活動(dòng)利用重心的知識(shí)解釋生活中的簡(jiǎn)單現(xiàn)象，解決力的方向及作用點(diǎn)的難點(diǎn)問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的完成．
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)目標(biāo)
1．知道重力是如何產(chǎn)生的．
2．知道重力的大小和方向．
3．知道重心的概念．
二、能力目標(biāo)
1．通過觀察和實(shí)驗(yàn)，感知重力的存在，培養(yǎng)觀察思考、分析問題的能力．
2．通過探究了解重力和質(zhì)量的關(guān)系．培養(yǎng)一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ�利用�?shù)學(xué)模型解決物理問題的能力．
3．通過了解重垂線及重心的應(yīng)用，培養(yǎng)應(yīng)用物理知識(shí)解釋簡(jiǎn)單生活現(xiàn)象的能力．
三、德育目標(biāo)
1．通過堂上的觀察分析活動(dòng)，養(yǎng)成善于觀察思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣．
2．通過了解生活實(shí)際中物理知識(shí)的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理、學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣．
教學(xué)重點(diǎn)
重力的概念及重力與質(zhì)量的關(guān)系G＝mg．
教學(xué)難點(diǎn)
重力的方向．
教學(xué)方法
探究法：通過學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)得出重力大小與質(zhì)量的關(guān)系．
觀察分析法：通過觀察分析明確重力的方向是豎直向下的，理解重心的概念．
教具準(zhǔn)備
鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、重垂線、粗細(xì)均勻的木棒、方形薄板、木球、投影儀．
時(shí)安排
1時(shí)
教學(xué)過程
一、引入新
[演示]
(1)將一只木球舉到一定的高度讓其自由落下．
(2)把一只木球斜向上拋出，觀察其運(yùn)動(dòng)路線．
(3)讓一只木球在講臺(tái)上沿直線運(yùn)動(dòng)，滾到講臺(tái)邊后落向地面，觀察其運(yùn)動(dòng)路線．
[師]在演示的幾種情況中，球的運(yùn)動(dòng)有什么共同之處呢?
[生]不論小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何．它最終都落回了地面．
[師]產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是什么呢?
[生]球運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變是因?yàn)槭艿搅肆Φ淖饔�，球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用�?br> 二、新教學(xué)
1．重力
[想想做做]
[師]請(qǐng)同學(xué)們用一根細(xì)線拴住自己的橡皮作圖12．1-1所示的實(shí)驗(yàn)，說說你的感受．
[生]橡皮做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要用力拉著，否則就會(huì)被甩掉．
[師]無云的夜晚我們總能看到月亮，我們知道那是月亮在不停地繞著地球旋轉(zhuǎn)．是不是地球上有力在牽著月球呢?
[投影]蘋果落地和萬有引力．
[師]地球和月亮之間存在著相互吸引的力，這就是萬有引力(univcrsal graviton)．地面附近的物體也會(huì)受到地球的吸引，地面附近的物體由于地球的吸引而受到的力叫重力(gravity)．通常還把重力的大小叫做重量．
[生]木球無論怎樣運(yùn)動(dòng)都最終落到地面，就是受到了重力的作用．
[想想做做]
[師]地球附近的物體都會(huì)受到重力的作用，你知道重力能為我們做什么嗎?
[生]蓋大樓打地基時(shí)，就是把夯舉高釋放，夯由于受到重力而向下運(yùn)動(dòng)就能將地基夯實(shí)．
[生]跳水運(yùn)動(dòng)員走到高高的跳臺(tái)上向下跳時(shí)也是由于受到重力作用才能在完成各種動(dòng)作后入水．
[生]人和各種動(dòng)物是由于受到了重力的作用才能安然地在地球上生存，如果沒有重力，可能就只能像在飛船中的宇航員一樣到處漂了． ……
2．重力的大小
[師]前面的學(xué)習(xí)中同學(xué)們已經(jīng)了解了力的三要素，還記得嗎?
[生]力的三要素是力的大小、方向、作用點(diǎn)．
[師]重力的大小怎樣確定，它和什么因素有關(guān)呢?
[探究]重力的大小跟什么因素有關(guān)．
[師]同學(xué)們可以先大膽猜想．
[生]一般看上去越大的物體越重，所以我認(rèn)為重力和體積有關(guān)．
[生]我認(rèn)為是和密度有關(guān)，一小塊鐵比一大團(tuán)棉花要重很多，密度大的重力大．
[生]密度相同的物質(zhì)，體積大時(shí)質(zhì)量就大，體積相同的物體，密度大時(shí)，它的質(zhì)量就大．所以我認(rèn)為是質(zhì)量大的物體重力大．
[師]誰知道重力用什么測(cè)量?怎樣測(cè)量?
[生]用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量重力．
[生]使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要先觀察量程和分度值，如果指針沒有指零還要先進(jìn)行調(diào)零，然后將被測(cè)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方，物體靜止時(shí)，根據(jù)指針的位置讀出指示的值即為被測(cè)物體的重力．
[師]同學(xué)們可以參考教材中的提示，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的想法，然后交流實(shí)驗(yàn)的情況．
(學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，并參與學(xué)生的活動(dòng))
[生]根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的重力與質(zhì)量關(guān)系的圖象是一條過原點(diǎn)的直線．
[生]每一次測(cè)出的重力與其對(duì)應(yīng)質(zhì)量的比值基本上是一個(gè)不變的值，這個(gè)比值大約是9．8．
[生]實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比．
[師]我們用G表示重力，g表示重力和質(zhì)量的比值，同學(xué)們實(shí)驗(yàn)的結(jié)論就可以用一個(gè)公式表示．請(qǐng)大家自己表示出，(一名同學(xué)板演)并說明單位是什么．
[師]向?qū)W生說明g的單位可根據(jù)重力G(N)和質(zhì)量m(kg)的單位得出：g＝9．8 N／kg．在使用公式G＝mg計(jì)算時(shí)，質(zhì)量(m)的單位必須用kg．重力(G)的單位必須用N．粗略計(jì)算時(shí)，g的值可取10 N／kg．
[投影]
練習(xí)1．一塊鋼錠的質(zhì)量是4 t，計(jì)算它所受到的重力．
練習(xí)2．質(zhì)量是50 g的雞蛋，重是多少牛(取g=10 N／kg)?
練習(xí)3．根據(jù)自己的體重，估算受到的重力的大�。�
(學(xué)生練習(xí)，兩名同學(xué)板演，最后教師講評(píng))
[師]在日常生活中，人們習(xí)慣將質(zhì)量稱為重量．同學(xué)們應(yīng)注意區(qū)別．
3．重力的方向
[師]同學(xué)們已經(jīng)了解了一切物體在失去支持時(shí)都要落到地面，
[演示]
(1)觀察拿在手中的小球自由下落的方向．
(2)用一根線把物體懸掛起，觀察靜止時(shí)線的方向．
[師]小球受重力自由下落時(shí)的方向及懸掛的物體受重力作用使懸線下垂的方向便是重力的方向，這一方向是豎直向下的，所以重力的方向是豎直向下的．
[演示]
(1)兩條重垂線的方向．它們方向是否相同?
(2)重垂線與水平桌面的方向是否垂直?
(3)重垂線與斜面的方向是否垂直?
[生]兩條重垂線的方向平行，重垂線的方向與水平面垂直，與斜面不垂直．
[師]重力的方向總是豎直向下的，不能說垂直向下．
[師]現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們利用重垂線檢查我們教室的墻壁是否豎直，窗臺(tái)及桌面是否水平．說說你們檢查的結(jié)果和根據(jù)．
[生]如果重垂線和墻壁是平行的，說明墻壁豎直，如果重垂線和桌面及窗臺(tái)是垂直的，則說明桌面和窗臺(tái)是水平的．
[生]建筑工人之所以用重垂線檢查所砌的墻是否豎直，就是因?yàn)橹卮咕�的方向總是豎直向下的．
[生]我們站在地面上，腳朝下，由于重力的作用可以站得很穩(wěn)，但地球是圓形的，在我們“腳下”的人，好像腳是朝上的，他們也能站得穩(wěn)，為什么呢?
[想想議議]
[師]我們所說的“豎直向下”的“下”指的是什么方向?
[生]地球上不同地方的人或物受到的重力的方向?qū)τ谒麄兯�處的位置說都是豎直向下的．因?yàn)榈厍蚴菆A形，所以地球上不同位置上的“下”實(shí)際都指向了地球的中心，因此我們所說的豎直向下的“下”指的是指向“地心”．
[生]指向地心的方向叫“向下”，背離地心的方向就應(yīng)該叫做“向上”．
[師]同學(xué)們分析得非常好，正因?yàn)榈厍蛏喜煌�地方的人們都受到地球指向地心的重力作用，所以各個(gè)地方的人們都能安然無恙地生活在地球表面．
4．重心
[師](出示一根粉筆)問：這根粉筆受不受重力的作用?
[生]地球附近的物體都會(huì)受到重力的作用，所以粉筆也受重力．
[師]將一根粉筆分成幾段后．各段粉筆受不受重力?
[生]將粉筆分成幾段后，每一小段粉筆仍然受重力作用，物體的每一部分都會(huì)受到地球的吸引作用．
[師]地球吸引物體的每一部分，但是，物體受到的重力可以看成是集中在一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做物體的重心(center gravity)．如何確定物體的重心呢?
[生]物體受到的重力可以認(rèn)為集中在重心，所以重心就是重力的作用點(diǎn)，
[生]重力的作用線一定通過重心，所以可以用類似重垂線的懸掛法確定物體的重心．
[師]請(qǐng)同學(xué)們確定一塊方形薄板的重心，并交流自己的做法．
(學(xué)生操作，然后交流)
[生]先用細(xì)繩系住木板的一點(diǎn)懸掛起，沿著細(xì)繩的方向在木板上畫出一條線；再用細(xì)繩系住木板的另一個(gè)點(diǎn)懸掛起．按剛才的方法在木板上畫出另一條線，兩條線的交點(diǎn)就是這個(gè)木板的重心．
[師]物體的重心位置和物體的形狀、是否均勻有關(guān)，用懸掛法可以確定各種物體的重
心．一般均勻、外形規(guī)則的物體的重心，就是這一物體的幾何中心．(出示粗細(xì)均勻的細(xì)木棒和木球)如這兩種物體的重心在哪兒?
[生]粗細(xì)均勻的木棒的重心在木棒的中點(diǎn)，均勻圓木球的重心在它的球心．
[師]如將一粗細(xì)均勻的長(zhǎng)棒從中間彎折成90°角，重心還在棒的中點(diǎn)嗎?重心在哪兒?
[生]彎折后重心不在棒上，重心的位置可以用懸掛法確定．
[想想議議]
[師]請(qǐng)同學(xué)們雙腳分開站好，大家一定能很穩(wěn)地站在地面上，如果身體的各個(gè)部位都不動(dòng)，只讓你抬起一只腳，還能站穩(wěn)嗎?試一試，根據(jù)自己的體驗(yàn)討論“不倒翁”為什么不倒．走鋼絲的演員為什么要握一根長(zhǎng)桿?
(同學(xué)們?cè)囼?yàn)、討論，然后交流)
[生]如果身體不動(dòng)，抬起一只腳后就站不住，要想一只腳穩(wěn)，身體就必須傾斜，身體傾斜時(shí)，人體的重心位置也會(huì)跟著移動(dòng)．
[生]走鋼絲的演員的重心位置必須落在鋼絲上時(shí)才不會(huì)傾倒．
[生]人走路，腳下不穩(wěn)時(shí)會(huì)自然地伸開雙臂保持平衡，因此我覺得走鋼絲的演員手握一根長(zhǎng)桿是為了借助加長(zhǎng)了的手臂調(diào)整重心，保持平衡．
[生]不倒翁身體的下部有一個(gè)很重的物體，上部幾乎是空的，因此它的重心很低．將不倒翁扳倒后，重力的作用就會(huì)使它回到原的位置，所以扳不倒．
[師]類似的問題，同學(xué)們?cè)诤罂梢岳^續(xù)展開討論．
[師]隨著我們國(guó)家“神舟”五號(hào)載人航天飛船的勝利發(fā)射與回收，我們國(guó)家的航天事業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，引起了世人的矚目．相信同學(xué)們也一定希望有朝一日自己能上天攬?jiān)拢��?qǐng)同學(xué)們?cè)诤笫占�有關(guān)航天的知識(shí)，閱讀書后的“科學(xué)世界”“萬有引力與航天”．
三、小結(jié)
讓學(xué)生本節(jié)學(xué)習(xí)到了哪些知識(shí)．
1．地面附近的物體，由于受到地球的吸引而受到的力叫重力，重力的施力物體是地球．
2．重力是一種常見的力，重力的大小跟物體的質(zhì)量成正比，用G=mg計(jì)算大小，g＝9．8 N／kg重力的方向是豎直向下的，重力的作用點(diǎn)叫重心．
四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
1．略
2．略
3．解一：利用直角三角尺和重垂線．
將直角三角尺的一直角邊平放在地面上，看重垂線和直角三角尺的另一直角邊是否平行若平行，則地面水平；若不平行，則不水平．(圖一)

解二：用圖二所示自制水平器，A是刨得很光滑的平板，B是垂直固定在A上的木棒，上面刻著與木板A垂直的直線．
檢查時(shí)將水平器A放在桌面上，在刻線的上端掛一根重垂線，若重垂線與刻線重合，則說明桌面是水平的．
五、板書設(shè)計(jì)
定義：地面附近的物體由于地球的吸引力而受到力叫重力
大�。何矬w所受的重力跟它的質(zhì)量成正比.G=mg=9.8N/kg
三要素： 方向：豎直向下
作用點(diǎn)：物體的重點(diǎn)



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