資源簡介

3.3 重力（教學設計）
年級 七年級 授課時間
課題 3.3 重力
教學 目標 科學觀念：了解重力及重力產生的原因；了解重力的方向以及重垂線的應用；了解重力的大小與質量的關系； 科學思維：理解重力三要素的具體表示方式，利用數學模型解決物理問題； 探究實踐：通過探究了解重力和質量的關系，培養通過觀察法等進行總結實驗現象的相關規律，學習知識遷移法、轉換法的應用、實驗探究法等能力； 態度責任：培養學生樂于探究自然現象，物理道理的興趣，提高學生辯證的分析物理知識的意識。
教學 重難點 重點：重力的概念；重力的方向 難點：重力產生的原因；區分豎直與垂直
學情 分析 本節內容選自浙教版七下第三章第3節，本節主要內容主要是重力，重力是初中科學的重要內容之一，此前學生已學習力及力的三要素等相關知識，在此基礎上學習重力是進一步深化和延伸，從知識上看，重力在力學學習上有著廣泛的應用，是后續受力分析等內容的基礎；從思想方法上看，重力與人類生活結合相當緊密，所以掌握好重力的相關知識，具有十分重要的意義。 本節內容擬用1課時完成教學。
教學 準備 課件、課本、活動器材等
教學過程
教師活動 學生活動
新 課 導 入 當熟透的蘋果落到地面的時候，你是否想過：蘋果為什么會落向地面，而不是飛向空中？當向上拋石塊的時候，你是否想過：石塊為什么不會一直向上運動，而是要返回地面？ 由物體下落思考重力的存在
新 知 講 授 一、重力及其方向 拋出的物體落到地上，蘋果下落，水總往地處流等等，由以上事實可知： 地球對周圍的一切物體都有向下吸引的作用。物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。 我們進一步分析一下重力 1.理解重力： （1）重力的施力物體：地球；受力物體：地球表面附近的一切物體； （2）地面附近的一切物體都受到重力的作用；重力是由于地球的吸引而產生的力，但注意重力不一定等于地球對物體的吸引力。 （3）重力是非接觸力，如在空中的物體，不論靜止還是運動所受重力與原來相同； （4）物體和地球之間的作用是相互的，物體受到地球的吸引力，地球也受到物體的吸引力。 活動：1．如圖甲，將小球懸掛在鐵架臺的橫桿上，待球靜止時，在圖上畫出球靜止時細線的位置。 2．如圖乙，將鐵架臺傾斜一定的角度，在圖上畫出球靜止時細線的位置。 3．根據實驗現象確認重力的方向。 實驗事實表明，重力的方向總是豎直向下。 2.重力方向的理解 （1）重力的方向豎直向下是指垂直于所在地的水平面向下，近似指向地心； （2）重力的方向與運動狀態無關，不管物體是否運動，怎樣運動，重力的方向不變。 3.重力方向的應用 重力的方向豎直向下在生活和生產中有著重要的應用。例如，在建造房屋時，墻體的豎直性是房屋質量的重要指標，建筑工人常常利用如圖所示的重垂線檢測墻體是否豎直，還可以檢驗平面是否水平，畫是否掛正等。 思考與討論：你能用重垂線做一個水平儀嗎？ 在三角板的頂端懸掛一個重錘，看重垂線是否和水平面垂直，來檢查被測平面是否水平。 地球吸引物體的每一部分。但是，對于整個物體，重力作用的表現就好像它作用在某一個點上，這個點叫做物體的重心。 4.重心 （1）重力在物體上的等效作用點叫重心。常把重力的作用點畫在重心上。 （2）重心的位置：①質量分布均勻，形狀規則的物體重心在它的幾何中心上。 ②質量分布不均勻的或形狀不規則的物體可以利用懸掛法來確定重心。 用線將薄板懸掛起來，在板上作懸線的延長線，兩次懸掛所作延長線的交點就是板的重心。 重心不一定在物體上，如圓環的重心在幾何中心，不在圓環上。重心會偏向質量大的那一側，質量分布改變，重心也會改變。 二、重力的大小 試著將身邊的物品放在手中掂掂，你可以感受到不同的物體輕重并不相同。這表明不同的物體受到重力的大小并不相同。接下來我們探究以下重力大小的相關因素。 1.重力大小影響因素的探究 探究：重力大小的相關因素 重力作為一個力，其大小可以直接用彈簧測力計測量。 但是，重力的大小跟什么因素有關呢？一只西瓜要比一只蘋果重，一桶水要比一杯水重。根據生活中的經驗，你也許會作出如下假設： ①重力跟物體的質量有關，質量越大，重力越大； ②重力跟物體的體積有關，體積越大，重力越大…… 采用如下兩個實驗，可以對上述兩個假設進行檢驗。 （1）檢驗假設①：將體積相同的鋁塊和銅塊分別放在天平的兩個托盤上，銅塊的質量較大。用彈簧測力計測得銅塊受到的重力較大。 （2）檢驗假設②：用天平測得質量相同的木塊和銅塊，木塊的體積較大。用彈簧測力計測得兩者受到的重力相同（填“相同”或“不同”）。 以上實驗表明，重力的大小跟物體的質量有關（填“有關”或“無關”），跟物體的體積無關（填“有關”或“無關”）。 這時，我們可以提出一個新的問題： 重力的大小與質量之間究竟存在怎樣的關系？ 【提出問題】重力的大小與質量有什么關系； 【作出假設】結合生活經驗，通常物體的質量越大時，我們感覺它就越沉重，由此可以猜想———質量越大，重力越大； 【實驗步驟】 1．每小組準備1個彈簧測力計、4個質量均為100克的鉤碼。 2．用彈簧測力計依次測出1～4個鉤碼受到的重力，把測量結果記錄在表中。 鉤碼數（只）1234質量（千克）0.10.20.30.4重力（牛）0.981.962.943.92重力 / 質量（牛 / 千克）9.89.89.89.8
【數據處理和分析】以質量為橫坐標，重力為縱坐標，建立如圖所示的直角坐標系。根據表格中的數據，在坐標系上描點，連接這些點，看看重力和質量有什么關系。 分析圖像可知，此圖線是條過原點的直線，說明物體所受重力大小跟它的質量成正比，用g表示比值時，則 【實驗結論】 物體所受的重力跟它的質量成正比。重力和質量的比值大約是9.8牛/千克。 2.重力的計算公式 如果用G表示物體受到的重力，m表示物體的質量，g表示9.8牛/千克，則上述結論可表示為，即； g=9.8N/kg的物理意義：質量為1千克的物體受到的重力是9.8N。 在粗略計算中，g的值可以取10牛/千克。 注意： 重力的大小還跟物體所在的緯度和高度有關。 物體在極地受到的重力比在赤道要略大些，在山腳受到的重力比在山頂要略大些。 不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一個物體在地球和月球的質量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一。 【新知閱讀】不同星球上的重力 跟在地球上一樣，在其他星球上，物體也會由于星球對它的吸引而受到力的作用。如果把這些力也叫做重力的話，那么，物體在某星球上受到的重力不僅跟物體的質量有關，還跟該星球的質量、半徑等因素有關。由于不同星球的質量和半徑各不相同，所以同一個物體在不同星球上受到的重力并不相等。下表是質量為1千克的物質在不同星球上受到的重力。 星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星重力 （牛）1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00
由力的概念思考施力物體和受力物體，分析重力的特點。 進行活動，得出重力的方向是豎直向下的。 了解重力方向的應用。 思考水平儀的原理。 了解重力的作用點，以及重心的位置。 探究重力和質量的關系，得出結論。 了解重力的計算公式，以及g的物理意義。
課 堂 練 習 典例1 下列關于重力的說法中正確的是（ ） A.物體只有靜止時才受重力作用 B.自由下落的石塊速度越來越大，說明石塊所受的重力越來越大 C.物體所受的重力是由地球吸引產生的 D.同一物體，在地球上受到的重力大小總保持不變，與物體所在的位置無關 【答案】C 【解析】ABC.物體所受的重力是由地球吸引產生的，與物體質量和重力加速度有關，與運動狀態無關，物體速度增大、靜止時，重力不變，故AB錯誤，C正確； D.在地球上不同的位置的重力加速度不一定相等，所以質量為m的物體受到的重力大小并不是在任何地方都相等，故D錯誤。 故選C。 典例2 過春節時貼年畫是我國的傳統習俗。在豎首墻壁上貼長方形年畫時，可利用重錘線來檢査年畫是否貼正。如圖所示的年畫的長邊與垂直線不平行，為了把年畫貼正，則下列操作方法中正確的是（ ） A.換用質量大的重錘 B.上下移動年華的位置 C.調整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行 D.調整重垂線，使重垂線與年畫的長邊平行 【答案】C 【解析】因為重力的方向總是豎直向下的，所以，為了把年畫貼正，通常做法是調整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行，因為重力方向豎直向下，所以年畫的邊長也豎直向下，此時年畫就掛正了，故C正確，ABD錯誤。 故選C。 典例3 正在太空中運行的我國首個真正意義上的空間實驗室“天官二號”，假設該實驗室處于完全失重狀態，則不能完成的是（ ） A.用彈簧測力計測拉力 B.讓筆記本懸浮在空中 C.用重錘線校正物體是否豎直放置 D.用握力棒鍛煉臂力 【答案】C 【解析】A.用彈簧測力計測拉力利用的是彈簧的彈力，太空中彈力是可存在的，故A可以完成，不符合題意； B.太空中是失重狀態，筆記本懸浮在空中，故B可以完成，不符合題意； C.用重錘線校正物體是否豎直放置利用了重力，但太空中物體完全失重，故C不能完成，符合題意； D.用握力棒鍛煉臂力利用了彈力，太空中彈力是可存在的，故D可以完成，不符合題意； 故選C。 典例4 探測月壤的力學性質是嫦娥五號登月的科研任務之一，2020年12月17日凌晨嫦娥五號攜帶著月壤樣本成功返回地球。根據要求回答下列問題： （1）列式計算1千克月壤樣品在地球上所受重力是多少？ 。 （2）科學家對月球上重力與質量的關系進行了探究，請完成下表。 請你根據上表，可以得出的結論： 。 （3）在地球上，用大小為F的拉力使彈簧伸長ΔL；若在月球上使同一彈簧伸長ΔL，所需的拉力大小為 （選填“大于”“小于”“等于”）F。 【答案】（1）9.8N；（2）1.6；月球上重力與質量比值是一個定值，為1.6（3）等于 【解析】（1）月壤樣品在地球表面所受重力G=mg=lkgx9.8N/kg=9.8N； （2）由表中數據可知，重力和質量之比均為1.6N/kg；由此可得結論：月球上重力與質量比值是一個定值，為1.6； （3）在彈性限度內，彈簧的伸長量與所受的拉力成正比，這個規律與地、月環境無關，所以若在月球上使同一彈簧伸長ΔL，所需的拉力大小等于F。 典例5興趣小組的同學探究“物體所受重力大小與物體質量的關系”時，實驗記錄如下表： （1）分析表中的實驗數據，可以得出的結論是 。 （2）上表中計算物體重力與質量的比值的目的是 。 （3）本實驗多次測量獲得多組數據的目的是 （選填編號） ①為了求平均值，使測得的數據更準確，減小誤差；②為了尋找普遍規律。 【答案】（1）物體所受重力與其質量成正比（2）為了得到重力和質量的關系（3）② 【解析】（1）由表中數據可知，重力與質量的比值相等，可以得到物體所受重力與其質量成正比。 （2）為了得到重力和質量的關系，需要計算物體重力與質量的比值。 （3）本實驗需要多次測量，是為了通過探究得出重力和質量的關系，使結論更具普遍性，故②正確。
課 堂 小 結 1.重力及其方向 （1）概念：地球對周圍的一切物體都有向下吸引的作用。物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。 （2）受力物體：地球表面附近的物體；施力物體：地球； （3）方向：重力的方向總是豎直向下，與水平地面垂直指向地心。（在宇宙中觀察指向地球中心） （4）重力方向的應用：重垂線檢測墻體是否豎直、利用水平儀檢查桌面、窗臺等是否水平等。 （5）重心：重力在物體上的等效作用點叫重心。常把重力的作用點畫在重心上。 （6）重心的位置：①質量分布均勻，形狀規則的物體重心在它的兒何中心上。 ②質量分布不均勻的或形狀不規則的物體可以利用懸掛法來確定重心；重心不一定在物體上，如圓環的重心在幾何中心。重心會偏向質量大的那一側。 2.重力的大小 （1）物體受到的重力跟它的質量成正比。（探究實驗） （2）重力的計算：①公式：G=mg，其中重力G的單位是牛，質量m的單位是千克，g取9.8N/kg，近似可取g=10N/kg； ②g=9.8N/kg的物理意義：質量為1千克的物體受到的重力是9.8N。 ③地球不同位置g的值不同，越接近兩極g越大；不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一個物體在地球和月球的質量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一。
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