第四節重力 教案二

重點、難點分析

1.重力

重力的概念比較復雜，而且比較抽象.由于學生在日常生活中對重力有一些模糊的認識，而且有些認識是不科學的，例如有的學生認為重力是物體自己施加的，這樣給教學造成一定的困難.因而在進行“重力”這部分內容的教學時應從以下幾個方面分層次進行.

（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動方向向下降落.

（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動方向，都是物體的運動狀態發生了改變，由于力可以改變物體的運動狀態，說明物體受到了力的作用.

（3）物體下降時速度越來越快，向上拋出時越來越慢，升高到一定高度改變了運動方向，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

關于重力的方向，在學生中易出現兩個錯誤說法：一是把豎直向下說成垂直向下，或者誤認為與接觸面垂直.由于學生對放在斜面上的物體可以沿斜面下滑有感性認識，因此認為這時重力的方向是沿斜面向下的，為了解決上述學生中的問題，建議在教學中采取以下方法.

（1）認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，然后向學生明確，這個方向被人們稱為豎直方向，所以重力的方向豎直向下.

（2）從數學知識可以知道，垂直是兩條線、兩個平面，或者是線與平面之間的位置關系，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誤的.

3.重心

重力在物體上的作用點，叫做物體的重心，當一個物體的幾何形狀及質量分布不發生改變時，它的重心位置相對物體來說也是確定的，并不隨物體放置的位置改變而改變.但如果形狀發生了變化，其重心位置一般也將發生改變，如一個人在運動時其重心位置就會不斷發生變化.

分布均勻，形狀規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，例如一個圓環其重心就不在環上，而在圓心上.

對于不規則的物體，其重心可以采用懸掛法來確定.

師生互動活動設計

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，通過分析這些現象得出重力的概念.

2.通過實驗得出重力與質量的關系
3.通過觀察、分析、討論認識重力的方向是豎直向下的.

4.小實驗，確定重心的位置.

課時安排 1課時

教具學具準備 重垂線、彈簧秤、鉤碼

教學設計示例

（一）導入  新課

實驗一：教師將小球放在手中，松開手，請同學們觀察松開手以后小球如何運動？它的運動狀態變了沒有？為什么會發生這些現象？

教師進行實驗，反復幾次，然后請同學回答上述問題.

小球下落，它的速度越來越快，它的運動狀態發生了變化.由于力可以改變物體的運動狀態，可見小球受到了力的作用.

在教師的引導下，由學生回答出“力的方向是向下的.”

實驗二：教師向上拋出一個小球，請同學們認真觀察小球整個運動過程中的情況.

教師進行實驗，反復幾次，請同學敘述觀察到的現象.

提問：為什么小球在拋出以后運動的速度越來越慢，為什么小球會改變運動方向？

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

（二）新課教學

1.重力的方向

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

［學生］都受到重力.

［老師］重力的施力物體是誰？

［學生］是地球.

［老師］在地面附近有沒有不受重力的物體？

［學生］沒有.

［老師］請同學們看一下，在鐵架臺的橫桿上用線掛著幾個物體，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？

［學生］這些方向都是一樣的.

我們把這個方向叫豎直向下，所以重力的方向是豎直向下的.

2.重力的大小

日常生活經驗告訴我們，重力是有大小的，這里有兩個金屬球，一個大一個小，我們請一位同學到前面來把這兩個金屬球放在手心感覺一下.

請一位同學到前邊來拿起金屬球.

［老師］這兩個金屬球哪個質量大？

［學生］大金屬球.

［老師］根據你日常生活中的經驗，哪個金屬球的重力大？

［學生］大球.

［老師］金屬球的重力和它的質量是什么關系？

［學生］質量越大的金屬球，它的重力也越大.

［老師］回答的很對，但這只是一個定性的結論，下面我們定量的研究這個問題.在研究這個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量，（把大小兩個金屬球用膠條固定兩根小線，并掛在兩個彈簧秤上）大金屬球彈簧秤示數大，掛小金屬球的彈簧秤示數小，彈簧秤的讀數就等于物體的重力.我們每個同學的課桌上有一個彈簧秤和3個100g的鉤碼，請同學們分別測出100g、200g、300g的鉤碼所受的重力，并計算出重力跟質量的比值，把測量值和計算結果填在教材P96的表格中.下面開始實驗.

實驗過程中教師在同學中巡視，進行指導，了解實驗情況，實驗結束后請同學說出自己測出的三次重力值和物體的重力與它的質量的比值，將學生測得的值寫在黑板上.由于彈簧秤不十分精確以及測量中不可避免的誤差，計算出的比值不會正好等于9.8N/kg.應要求學生實事求是的說出自己的測量值，教師引導學生分析數值不準確的原因.

大量的實驗和我們日常生活中的經驗都告訴我們，質量增大幾倍，重力也增大幾倍、物體的重力與質量成正比，它們的比值是9.8N/kg，如果用G表示重力，m表示質量，g表示9.8N/kg，那么重力與質量的關系可以寫成如下表達式 .

請同學考慮一下g=9.8N/kg，它的物理意義是什么？

質量是1kg的物體，受到的重力是9.8N.（這個結論如果學生一時說不出，教師應通過對實驗結果的分析逐步進行引導）

利用這個公式，我們可以已知質量計算出物體的重力，也可以已知重力求出物體的質

量.但計算中要注意質量的單位用千克，計算出重力的單位是牛.下面請同學們計算一下，質量是450g的物體重力是多少？

學生練習，教師巡視，練習結束后請學生說出計算過程，教師將學生回答內容寫在黑板上，最后形成正確解題過程的板書.

例題 質量是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

請同學們把直尺、鋼筆、鉛筆放在手指上并且讓它們能靜止不動.

學生進行小實驗，實驗結束后教師提問.

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.

不是，對每一樣東西總是有一個固定的位置.

這個實驗告訴我們，物體受到的重力可以看成集中在一個點上，如果這個點正好在手指中間的位置，物體就可以不掉下來，這點是重力在物體上的作用點，我們叫它重心.

老師：剛才實驗中同學們是否注意到，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，沒注意的同學可以再試一下.

［學生］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.

［老師］同學們觀察的很好，這說明物體重心的位置與物體的形狀，材料是否均勻有關.

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

現在同學們的課桌上都有兩塊不規則的紙板，大家能不能想一個辦法，迅速、準確的找到它重心的位置.

組織學生討論，最后引導大家利用重力的方向豎直向下這一物理規律，利用幾何中兩條

直線相交確定一個點的數學規律歸納出用吊線法來確定不規則物體重心的位置.

（三）總結、擴展

今天我們研究了重力，實際研究了兩個問題，首先，我們研究了什么是重力，重力的概念比較復雜，初中只能作一般的了解.17世紀末，英國科學家牛頓在前人研究的基礎上發現，任何兩個物體之間都存在引力，引力的大小與兩個物體質量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，這個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.由于這個問題比較復雜，今后到高中還要作進一步研究.今天研究的第二個問題是重力的三要素，即重力大小的計算、重力的方向、重力的作用點.這三個問題對于今后學習物理十分重要，因此一定要掌握.