資源簡介

第3節(jié)　重力
知識與技能：
1．知道什么叫重力，了解重力產(chǎn)生的原因。
2．知道重力的方向、重心以及鉛垂線的應(yīng)用。
3．理解重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。
過程與方法：
1．經(jīng)歷探究重力的大小跟什么因素有關(guān)的過程。
2．嘗試根據(jù)已有經(jīng)驗提出科學(xué)的猜想。
3．體會用圖象處理實驗數(shù)據(jù)、根據(jù)圖象得出實驗結(jié)論的方法。
情感、態(tài)度與價值觀：
1．培養(yǎng)學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象、物理規(guī)律的興趣，提高學(xué)生辯證地分析物理知識的意識。
2．培養(yǎng)學(xué)生的交流意識與團(tuán)隊協(xié)作精神。
3．培養(yǎng)學(xué)生樂于參與科學(xué)實踐的情感，在實驗中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
重點：探究重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。
難點：重力的方向。
多媒體課件、彈簧測力計、鉤碼若干、細(xì)線、剪刀、直尺。
一、情景導(dǎo)入
多媒體展示生活中的圖片：熟了的蘋果落向地面、壯觀的瀑布、搬起石頭砸了自己的腳……
　　　　
蘋果、水、石頭為什么總是向下落，而不飛向空中呢？你能再舉幾個生活中相似的實例嗎？這就涉及今天我們要學(xué)的一種力——重力。
同學(xué)們知道牛頓嗎？就是那個看到成熟的蘋果落向地面而發(fā)現(xiàn)了萬有引力的人。他說，宇宙中的任何物體，大到太陽，小到灰塵之間，都存在著相互吸引的力，并把它叫做萬有引力。有同學(xué)不禁要問，既然有萬有引力，為什么我沒有被別的同學(xué)吸引走，也沒有同學(xué)被我吸引過來呢？同學(xué)們學(xué)了本節(jié)課的知識之后就能明白其中的道理了。
二、合作探究
　重力的大小
1．認(rèn)識重力
生活中，同學(xué)們可以隨處發(fā)現(xiàn)像上面多媒體展示的圖片中的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是地球?qū)λ浇奈矬w有吸引作用，物理學(xué)中把地球的這種吸引作用叫做引力。
重力：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，通常用字母G表示，地球附近的所有物體都受到重力的作用。
既然地球上的所有物體都受到重力的作用，那么地球以外的太空中的物體受到重力的作用嗎？
同學(xué)們大膽猜想，結(jié)合我國載人航天飛船上宇航員的實際情況，思考并交流討論地球以外的太空中的物體是否受到重力的作用？重力的施力物體是什么？
(1)重力產(chǎn)生的原因：地球的吸引。
(2)重力的施力物體是地球，受力物體是地球附近的所有物體。
2．重力的大小
物體的重力大小可能跟什么因素有關(guān)？又是什么關(guān)系呢？
同學(xué)們交流討論重力的大小與什么因素有關(guān)？
實驗探究：探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系。
分組探究，步驟如圖所示，每個鉤碼質(zhì)量都是50 g，把鉤碼逐個掛到彈簧測力計上，分別測出它們受到的重力，記錄在表格中。
　　
(1)需測的物理量：物體的質(zhì)量、物體所受重力的大小。
(2)實驗器材：彈簧測力計、鉤碼若干。
(3)實驗步驟：
①用彈簧測力計測出對應(yīng)鉤碼的重力；
②認(rèn)真做好實驗，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)；
③對收集的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系特征；
④從大量實驗數(shù)據(jù)中歸納總結(jié)規(guī)律；
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6
鉤碼質(zhì)量/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
重力/N
/(N·kg-1)
　　⑤處理實驗數(shù)據(jù)，計算G與m的比值；
⑥畫重力與質(zhì)量關(guān)系的圖象；
⑦小組實驗完畢，相互交流實驗數(shù)據(jù)和畫出的圖象。
(4)實驗結(jié)論：物體所受的重力與其質(zhì)量的關(guān)系：
①物體的質(zhì)量越大，重力也越大。
②物體所受的重力與質(zhì)量的比值相同。
③物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
教師引導(dǎo)說明：科學(xué)家們所做的大量實驗表明，物體所受的重力與質(zhì)量的比值約是9.8 N/kg，即g＝9.8 N/kg。因此，＝g或G＝mg。
(1)公式G＝mg中，G表示重力，單位為牛頓(N)；m表示質(zhì)量，單位為千克(kg)。
(2)其中g(shù)＝9.8 N/kg表示的意義是：在地面附近，質(zhì)量為1 kg的物體受到的重力為9.8 N。
(3)說明：粗略計算時g可取10 N/kg。
　重力的方向
經(jīng)過上面的學(xué)習(xí)我們知道了重力的大小跟質(zhì)量有關(guān)，那么重力的方向又是怎樣的呢？
教師演示實驗：用細(xì)線把某物體懸掛起來，靜止時讓學(xué)生觀察細(xì)線的方向是否是豎直方向。然后剪斷細(xì)線，同時讓學(xué)生觀察物體在重力作用下沿什么方向下落？(這樣又一次讓學(xué)生自己去“發(fā)現(xiàn)”：重力的方向是豎直向下的)
多媒體展示圖片：利用鉛垂線可以檢查墻砌得是否豎直。
如果鉛垂線和墻壁是平行的，說明墻壁豎直；如果鉛垂線和桌面、窗臺是垂直的，則說明桌面、窗臺是水平的。(重力的方向可由鉛垂線推斷，總與當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪保胁豢烧f成“垂直向下”，因為平面不同，其垂直向下的方向也不同)
重力的方向總是豎直向下的。
地球上不同地方的人或物體受到的重力的方向?qū)τ谒麄兯幍奈恢脕碚f都是豎直向下的。因為地球呈球形，所以地球上不同位置上的“下”實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”。
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”。正因為地球上不同地方的人們都受到地球指向地心的重力作用，所以各個地方的人們都能安然無恙地生活在地球表面。
　重心
接下來我們來探究重力的另外一個要素：作用點。重力的作用點叫重心。
同學(xué)們自己利用手邊的直尺來做一個小實驗：找重心。請同學(xué)們把直尺放在手指上并且讓直尺靜止不動，注意不要讓它掉下來。
地球吸引物體的每一部分，對于整個物體(直尺)，重力作用的表現(xiàn)就好像它作用在某個點上(這個點正好在直尺的中間位置)，這個點叫做物體的重心。簡單說，重心就是重力在物體上的等效作用點。
多媒體展示：對重心的六點認(rèn)識。
①重心是一個物體各部分受到的重力作用的等效作用點。
②質(zhì)量分布均勻的物體，重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)，規(guī)則幾何形狀的均勻物體，它的重心在它的幾何中心，如鉛球的重心就在球心。
③質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)。
④物體重心的位置，可以在物體上，也可以在物體外。如圖甲所示，一個平板的重心在板上，而一個鐵環(huán)的重心就不在環(huán)上。
　　
⑤薄板重心的求法(懸掛法)：薄板的重心位置可用懸掛法求出。如圖乙所示，先在A點把薄板懸掛起來，物體靜止時，所受的重力與懸繩的拉力在同一豎直直線上，所以薄板的重心一定在通過A點的豎直直線AB上。然后在C點把薄板懸掛起來，同理可知，薄板的重心一定在通過C點的豎直直線CD上，AB和CD的交點O就是薄板重心的位置。
⑥重心的位置與物體所在的位置、放置狀態(tài)和運動狀態(tài)無關(guān)。但一個物體內(nèi)質(zhì)量分布發(fā)生變化時，其重心的位置也會發(fā)生變化。如一個充氣的籃球，其重心在幾何中心處，若將籃球內(nèi)充入一半體積的水，則球(含水)的重心將下移。
重心：重力的作用點叫重心，質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體，其重心就在它的幾何中心上。
　重力的由來
1665至1667年間，一天傍晚，牛頓坐在蘋果樹下乘涼，一個蘋果從樹上掉下來。他忽然想到：為什么蘋果只向地面落，而不向天上飛呢？
多媒體播放視頻：萬有引力模擬實驗及講解。(視頻詳見教學(xué)課件)
(1)如圖甲所示，物體為什么沒有飛出去？(學(xué)生通過自己的觀察得出原因：有繩子的拉力在拉著物體)
　
(2)圖乙中月球在繞地球做類似的運動，為何不會飛走？(學(xué)生思考：在地月之間也有一個類似繩子拉力的力在束縛著月亮)
牛頓提出：宇宙間的物體，大到天體，小到塵埃，都存在互相吸引的力，這就是萬有引力。正是地球?qū)λ浇奈矬w的吸引力，才產(chǎn)生了重力。
第3節(jié)　重力
完成對應(yīng)課時內(nèi)容。
這節(jié)課是在學(xué)生前面學(xué)過的力的知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行的教學(xué)，教學(xué)過程如下：先通過學(xué)生熟悉的例子使學(xué)生認(rèn)識重力的存在，然后通過學(xué)生的探究實驗，探究物體所受重力的大小跟什么因素有關(guān)，再探究重力的方向及重心。在探究重力的大小跟什么因素有關(guān)時，用在坐標(biāo)系上作圖的方法得出重力跟質(zhì)量的關(guān)系，這種做法思路簡潔，學(xué)生容易掌握，同時讓學(xué)生掌握利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的一種方法——圖象法。關(guān)于重力的方向，首先說明用細(xì)線將物體懸掛起來后，物體靜止時懸線的方向就是重力的方向，這個方向叫“豎直方向”，所以重力的方向是豎直向下的，并讓學(xué)生明白豎直向下的“下”指的是什么及它與“垂直向下”的區(qū)別。通過實際的例子說明豎直向下的重力方向在實際中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。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)為是集中作用在一個點上，這個點叫物體的重心。

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