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第四节 来自地球的力【教学目标】一、知识与技能1.知道什么叫重力，了解重力产生的原因.2.理解重力的大小与质量的关系；知道9.8N/和它所表示的物理意义.3.知道重力的方向、重心以及重垂线的应用.4.能利用重心的知识分析实际问题.二、过程与方法通过学生探究实验得出影响重力的因素,通过“实验分析”强化理解重力方向及重心.三、情感、态度和价值观1.培养学生乐于探究自然现象、物理规律的兴趣，提高学生辩证地分析物理知识的意识.2.培养学生的交流意识与团队协作精神.【教学重点】重力与质量的关系，理解重心的概念和应用.【教学难点】理解“重力”的概念，熟练掌握重力公式,理解重力的方向以及重心的位置.【教具准备】弹簧测力计、钩码（一盒）、重锤、细线、橡皮、刻度尺、多媒体课件等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师播放课件视频苹果下落；水往低处流；抛出的球落地.引导大家观看视频，并提出问题日常生活中，你还看到过哪些与此类似的现象学生思考、讨论、交流.教师就学生举例提出问题请大家思考，你看到的这些物理现象有什么共同特点学生不论物体的运动状态如何，它们最终都落回了地面.师 同学们回答得很好，下面我们来研究产生这些现象的原因重力.【进行新课】 重力师 请同学们阅读课本111页619左边的文字.学生阅读.师 通过以上阅读，你知道了什么学生甲地球对物体的吸引力叫重力.学生乙由于受到重力的作用，水往低处流，抛出去的物体都会落回地面.学生丙由于受到重力作用，成熟的苹果会竖直下落.师 大家阅读很认真，而且抓住了要点，讲得很好.据说正是下落的苹果打在牛顿的头上，激发了他的灵感，打开了揭示引力迷宫的大门.希望以后下落的橘子、梨子打在你们的头上，你们也能产生灵感，再打开一个个科学迷宫.人们对自然界事物的认识并不是一帆风顺的，对重力的认识也一样，下面请同学们阅读“信息窗”.师 重力的施力物体是什么学生重力的施力物体是地球.师 对，地球是否也受到地面上物体的吸引力根据是什么学生根据力的作用是相互的，所以地球也受到地面上物体的吸引力.师 有疑问吗学生地球受到地面上物体的吸引力，怎么不会向地面上的物体方向运动师 因为地球的质量很大，受到的力很小，所以感觉不到地球向地面上的物体方向运动.板书重力由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，通常用字母G表示，地球附近的所有物体都受到重力的作用.重力的施力物体是地球，受力物体是地球附近的所有物体. 重力的大小师 重力是一种力，则重力也应有大小、方向、作用点三个要素，重力的大小如何测定重力的方向如何确定重力的作用点如何确定下面，我们先来探究物体所受重力的大小如何测定学生物体所受重力的大小可以用弹簧测力计来测定.师 正确.如何用弹簧测力计测物体重力的大小学生把物体挂在竖直放置的弹簧测力计上，弹簧测力计的示数就等于物体所受重力的大小.师 基本正确，请大家注意物体挂在弹簧测力计下，要当弹簧测力计和物体都处于静止状态时，指针示数稳定，才能读出示数.否则，物体处于运动状态，指针示数不稳定，无法读出示数的.物体所受重力的大小简称物重.师 请大家猜想，物体重力的大小与哪些因素有关学生思考，发表看法学生1可能与物体的体积有关；学生2可能与物体的质量有关；学生3可能与物体的形状有关；学生4可能与它相对地面的位置有关；学生5可能与物体的密度有关教师总结学生的猜想重力的大小与质量有关，质量越大，重力越大.师 怎么证明你的猜想正确学生实验.师 现在大家基本上掌握了研究物理问题的方法，知道任何猜想是要用实验验证.你们准备如何设计实验学生桌面上有6只质量为50g的钩码，第1次在弹簧测力计下挂一只钩码，测出它的重力大小，然后逐个增加，分别测出2只钩码，3只钩码所受的重力大小，并填在课本P112页的表格中，通过分析数据，得出结论.师 你设计得很好，大家掌声鼓励，下面大家分组实验.学生分组进行探究实验，教师巡回检查.督促每个学生动手、参与.师 下面请各小组交流实验数据，看看哪些数据是相似的，哪些数据表现出异常，为什么会这样学生讨论、交流.师 通过分析实验数据，你的结论是什么学生物体所受重力跟它的质量成正比，其比值是定值，约等于9.8Nkg.师 正确，你归纳得很好，在物理学中用符号G表示物重，m表示质量，g表示一个物体的物重跟这个物体的质量之比，则物重与质量的关系为G/mg或Gmg.在精确度要求不高的情况下，可取g10Nkg，而lkg质量的物体，所受重力的大小约为10N.如果题目没有交代，一般g取9.8Nkg.板书（1）物体所受重力与质量成正比，重力与质量的比值约为9.8Nkg.（2）用公式表示为G/mg或Gmg.m单位是kg，G单位是N，g单位是N/kg.例题1 物体在地球上的重力大约是它在月球上重力的6倍，一个质量为600g的铁块在地球上重多少牛在月球上质量是多少千克重力为多少牛g取10Nkg解根据公式Gmg可得，Gmg0.6kg10Nkg6N，从地球到月球，物体质量不变，月球上的重力为G月mg月1/60.6kg10Nkg1N.答一个质量为600g的铁块在地球上重6牛，在月球上质量是0.6千克，重力为1牛.师 这里请大家注意人们常说“这一袋米的重量是10kg”或“买10kg的大米”都指的是质量，质量习惯称为重量.然而，人们在生活中也常把重量理解为所受重力的大小，特别是还有不少的物理书、科普书也把重力称为重量.为了回避这些模糊不清甚至彼此矛盾的提法，我们教材中将物体所受重力大小称为物重，质量就是质量，不提“重量”这个词.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.重力的方向师 重力是一种力，则重力有大小、方向、作用点三个要素，重力的方向如何确定重力的作用点如何确定下面我们就来学习这些知识.师 好，我们再来探究重力的方向.重力的方向如何呢请同学们观察1小木球自由下落的方向；2悬挂物体的线自由下垂的方向.引导学生分析小球受重力作用自由下落，下落时运动方向即重力的方向，这一方向竖直向下；悬挂的物体受重力的作用拉悬线自由下垂，悬线下垂的方向便是重力方向，这一方向竖直向下.师 你可得出什么结论学生重力的方向总是竖直向下的.板书重力的方向总是竖直向下.出示重垂线，让学生观察.演示重垂线检查教室墙面是否竖直.师 如何用这个重垂线来检查窗台、桌面是否水平需要什么辅助器材学生思考、讨论.（教师提示用“水平仪”）教师播放多媒体课件“水平仪”，并讲解“水平仪”的工作原理.水平仪（多媒体课件）（1）水平仪的制作找两块木板A、B，相互垂直钉在一起，如图所示，在A木板中间画一条线，在线的上端钉一个钉子，将重垂线拴在下面.便可用它来检查窗台、桌面是否水平.（2）水平仪的工作原理当把它放在桌面上时，如果重垂线与所画的直线重合，说明桌面是水平的，若不重合，被检查的桌面就不水平.因为A木板与B木板互相垂直.若桌面水平，B木板就是水平的，A木板上的刻度线就在竖直方向上，由于重力的方向总是竖直向下，重垂线总是竖直向下，这时两线重合；桌面不水平时，B木板也不水平，刻线就不在竖直方向上，重垂线就不能与它重合.师 重垂线的原理是什么学生根据重力的方向是竖直向下.师 你还知道重垂线有哪些应用学生甲用重垂线检查工作台面是否水平.学生乙用重垂线检查墙壁上的画是否挂正.演示实验如下图，让学生观察两条重垂线的方向，看它们是否相同重垂线与水平桌面、倾斜桌面是否垂直学生两条重垂线方向相同，都在竖直方向，重垂线方向与水平桌面垂直，与倾斜桌面不垂直.师 课后每位同学自制一重垂线，校准教室的墙壁是否竖直、桌面是否水平，窗台是否水平.师 地球是圆的，站在地球上不同位置的人所受重力都是竖直向下的多媒体展示在和我们中国相对应的地球的另一面阿根廷人的图片学生讨论、交流.师 重力方向实质是指向地心的，对于中国人和阿根廷人上下判断与我们是一样的.教师说明重力的方向是竖直向下的，不能理解为垂直于支持面向下.所谓竖直向下是指与水平方向垂直并指向地球中心.垂直向下是指垂直于支持面向下，其方向与支持面的情况有关，而竖直向下是唯一的、确定的方向，不随支持面的情况而变化.注意不要把竖直向下等同于垂直向下.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.重心（1）重心师 接下来我们来研究重力的另外一个要素作用点.重力的作用点叫重心.好，先看一个实验.教师演示实验找刻度尺的重心.（教师在刻度尺的重心处标上记号，引导学生理解刻度尺的重心在它的几何中心处）教师用多媒体播放课件“对重心的六点认识”，并讲解.对重心的六点认识（多媒体课件）重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点；质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关，有规则几何形状的均匀物体，它的重心在它的几何中心，如铅球的重心就在球心；质量分布不均匀的物体，重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关；物体重心的位置，可以在物体上，也可以在物体外，如图甲所示，一个平板的重心在板上，而一个铁环的重心就不在环上.薄板重心的求法（悬挂法）薄板的重心位置可用悬挂法求出，如图乙所示.先在A点把板悬挂起来，物体静止时，所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上.然后在C点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上，AB和CD的支点O就是薄板重心的位置.重心的位置与物体所在的位置及放置状态和运动状态无关.但一个物体内质量分布发生变化时，其重心的位置也发生变化.如一个充气的篮球，其重心在几何中心处，若将篮球内充入一半体积的水，则球（含水）的重心将下移.板书重心重力的作用点叫重心，质地均匀、外形规则的物体，其重心就在它的几何中心上.师 下面请大家找一找自己的钢笔、铅笔、文具盒的重心.学生随堂实验探究.师 人体的重心会随姿态的改变而改变，原因是人的几何形状改变了.人下蹲时，重心如何改变人站起来时，重心又如何改变学生人下蹲时，重心降低；人站起来时，重心升高.（2）重心与稳定程度师 下面请大家阅读课本P115“信息窗提高物体稳定程度的诀窍”.学生阅读.师 通过阅读，你知道了什么学生提高稳度程度方法有两种一是增大支承面，二是降低重心.例题 重5N的木块放在斜面上静止不动，用力的图示画出木块受的重力.解析物体的重力的作用点在重心，方向竖直向下.答案如下图【课堂小结】大家这节课的收获确实不少，我们共同学习了重力，知道了重力产生的原因，知道了物体所受重力的大小与物体的质量成正比，还学会了重力的计算方法.我们知道了重力的方向总是竖直向下的，这个在实际生产、生活中得到了广泛应用，如重垂线，还知道了重力的作用点重心的位置.【课后作业】完成练习册中本课时对应课后作业部分练习.1.在探究重力的大小与哪些因素有关时，先让学生根据已有的知识和生活经验进行猜想与假设，教师引导学生对部分猜想假设进行筛选，找出共同的研究目标，探究重力大小与质量的关系，学生分组进行实验探究，这样激发了学生学习的兴趣，调动了学生的学习主动性、积极性，活了课堂气氛.2.在解决重力的方向这一部分的教学过程中，为了充分体现以学生为主体的教学理念，调动学生积极参与，教师遵循了由易到难，层层深入的方法.通过让学生了解重垂线、水平仪，使学生体会到重力方向的重要应用，感受到物理就在身边，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念.3.在“重心”教学过程中，由于重心是个比较抽象的概念，为了帮助学生建立这个物理模型，可以先做一个小实验（找刻度尺的重心），然后告诉学生，刻度尺上的几何中心处就是重力的作用点，叫做重心.重心的位置不仅跟物体的形状有关，而且还跟材料是否均匀有关.通过这样的教学处理，学生便对重心的概念有了一个具体的感知，知道物体受到的重力可以看作是集中在物体上的一点上；利用这个重心的平衡特点，还能找出材料不均匀或形状不规则物体的重心.真正做到了感知分析再感知，具体抽象具体，起到了事半功倍的效果.
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