重力
★整体设计说明★
重力是一种常见的力，它在力学学习中有着广泛的应用，对物体进行受力分析时，都必须先研究重力对物体的运动有无影响，因此重力在力学中处于基础的地位。本节课主要通过实验探究，采用引导发现、直观演示和讲解法，使学生了解重力产生的原因；重力的大小和质量的关系；重力的方向和重力的作用点等知识。设计从生活中的现象走向物理课堂，用生活中的物品来探究物理知识，用物理知识解释生活中的现象。体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念。
★教材分析★
本节教材的感性材料丰富，每一个知识点都是从观察或实验引入的，符合学生的认知规律；书中的插图极富启发性和趣味性，有利于激发学生的学习兴趣；课本让学生通过探究“重力的大小跟质量的关系”，极大程度地调动了学生的积极性，活跃了课堂气氛，锻炼了学生动手动脑的能力，实现了学生的主体地位。
★教法建议★
本节课采用多媒体技术、教师演示实验、学生分组实验相结合的方法。具体可通过教师的引导、启发、使学生积极参与，主动探索和发现物理规律。
★学情分析★
这个年级的学生正处在青少年时期，具有强烈的好奇心和较强的观察能力，并且具备了一定的生活体验，如熟悉熟透的苹果要落向地面，并且下落时速度越来越快等有关事例，但并不明白其中的道理。
★学法引导★
学生观察、思考、动手实验、归纳总结物理知识并应用物理知识解决社会生活中的问题。这样来学习，既满足了学生的好奇心，也锻炼了动手能力、沟通能力，自然也加深了对内容的理解。
★三维目标★
1．知识与技能
（1）知道重力是由于地球吸引而产生的力。
（2）知道重力的方向和重心的概念及重垂线的应用。
（3）通过实验探究了解重力的大小与质量成正比，并能用公式G=mg计算有关问题。
2．过程与方法
（1）通过观察和实验，感知重力的存在，培养观察思考、分析问题的能力。
（2）经历探究重力与哪些因素有关的过程。
（3）尝试根据已有经验提出科学猜想。
（4）体会用图象处理实验数据、根据图像研究实验结论的方法。
3．情感态度与价值观
（1）对重力的存在及其应用有浓厚的兴趣，主动分析日常生活中有关重力的现象。
（2）通过对重垂线校准的操作产生提高自己能力和应用知识的愿望。
（3）培养学生乐于参与实验的情感，在实验中养成严谨的态度。
★重点难点★
重点：学生经历自主建构重力与质量成正比的过程，认识重力；通过观察、讨论及实验，让学生了解重力方向、重力的作用点。
难点：通过创设主动学习的教学情境，培养学生发现问题、解决问题的能力；学生描述“重力方向”过程的教学。
★课时安排★
1课时
★教具准备★
教师：两根弹簧、自制流水装置、重垂线、自制的水槽、三角板、画、演示用弹簧测力计、投影仪、苹果、细绳。
学生：钩码、质量已知的一些物体、弹簧测力计。
★教学过程★
一、新课引入（约2分钟）
教师：上课之前请同学观察两个现象：泡泡下落、各种物体下落。
1．老师吹泡泡
2．老师将一容器内：羽毛、纸片、石块、铁块等物体释放。
教师：看到什么了？
学生：物体都落向了地面
教师：大家猜猜他们为什么都会落向地面，而不是其它地方？
学生：地球对它有引力（重力）。
教师：我们再来做一实验：请你上来配合好吗，在他的食指上各挂一根弹簧，弹簧下系一细线，然后给他戴上眼罩。老师在一根细线下挂一苹果，一根细线用等于苹果的重力去拉细线。
教师：现在你两手有什么感觉？
学生：感觉到重了（感觉有力向下拉手）。
教师：取下他的眼罩。
请你观察一下，这边是老师的手用力向下拉，那边是挂了个苹果，而两边所给你的感觉却是一样的。这说明苹果通过弹簧对你的手也有力的作用（苹果送给学生），苹果为什么会产生一个向下的力，这就涉及到我们今天所要学习——重力。
【投影：重力课题】（教师板书课题重力）
二、新课讲解
（一）重力的由来：（约2分钟）
教师：重力是怎样产生的呢？（板书一、重力的由来）（其实早在300多年前伟大的科学家牛顿从苹果落地这一司空见惯的现象中得到启发，并总结前人研究成果而发现“宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力，这就是万有引力”。刚才，物体下落、苹果能产生一个向下的力，其实就是受到地球向下吸引的结果，物理学中把地面附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
【投影：一、重力的由来——地面附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力(gravity)。符号：G】。（板书：由于地球吸引）
【设计意图】学生通过观察泡泡、物体的下落、学生体验重力等活动可提高学生的兴趣。从现象猜测有重力到学生体验有重力，最后理论支持有重力，这样既符合学生的认知规律，又体现了物理来源于生活这一理念。
教师：重力是一种力其施力物体是谁？
学生齐答：地球【投影：施力物体：地球】
教师：因为有重力所以我们平时能看到：【投影：苹果落地、惊险的蹦极、跳伞、精彩的跳水比赛、吊灯把悬绳拉紧、物体压着桌面等现象】。这些现象告诉我们当物体没有被提拉或支持时会落向地面，当物体被悬线提拉时会把悬线拉直，当物体被支持面支持时会对支持面有挤压，这些现象都表明：地面附近的一切物体都受到重力的作用。
【投影：地面附近的一切物体都受重力】
教师：我们学习一个力就是要学习它的三要素，是哪三要素呢？
学生齐答：大小、方向、作用点。（教师板书：二、三要素：方向、大小、作用）
教师：我们先来研究重力的方向。
（二）探究重力的方向（7分钟）
教师：根据平时你的观察你认为重力的方向是怎样的？
学生：向下的。（或说竖直向下的）
教师：究竟往哪个方向向下呢？
【演示】1．观察水滴下落方向。
教师：为了弄清重力的方向，我们还是先来看一个实验，这是个水龙头，管子中装了染了色的水，为了准确描述重力的方向，我们借助一水平面作为比较，这个水槽中装了染了红色的水，这是水平面，把木板看做地面。打开水龙头，水滴为什么会下落？
学生齐答：受重力。
教师：水滴在重力的作用下由静止下落，水滴下落的方向和重力的方向有什么关系？
学生齐答：一致。
教师：第二滴呢，第三滴呢？为了能看到水滴下落的轨迹，你有什么方法？
学生齐答：加快水滴下落的速度。
教师：细细的水流可以理解为是其中一滴水下落的轨迹。我们只要通过观察水流方向就知道水滴下落时的重力方向。通过你们的观察告诉老师水流与水槽中水面与地面的夹角分别是多少呢。
学生齐答：90。
教师：老师用三角板测量，确认学生的回答。【投影：水滴下落重力方向与水面垂直】
【演示】2．用一根线把物体悬挂起来（重垂线），观察静止时悬线的方向。
教师：我们再来看看静止物体的重力方向，这一重物静止在悬线下，其重力的方向与悬线的方向有什么关系吗？
学生：由于物体静止所以受重力和悬线的拉力是一对平衡力，方向相反，并且在一条直线上。
教师：很好，因此我们可以通过观察悬线的方向就知道重物的重力的方向，我们把这样的悬线叫做重垂线，【投影：重垂线】同样我们借助水平面看看悬线与水平面、地面的夹角分别是多少。
学生：90度（与水面、地面都垂直）学生测量。【投影：悬线与水平面垂直】
教师：在物理学上我们把与水平面垂直的方向就叫竖直方向。【投影：竖直方向】
所以重力的方向是怎样（向下）的？
学生：竖直向下（与水面垂直向下）
【教师板书：竖直向下】【投影：竖直向下】
教师：重力的方向总是竖直向下的吗？再观察下面一个实验：
【演示】3．实验证实重力的方向总是竖直向下的。
把桌面一侧垫高，现在地面是一斜面，请大家再观察重垂线与水平面和地面的关系。
学生：重垂线与水平面垂直，而与地面不垂直？
师生共同总结：重力方向总是竖直向下——即总是与水平面垂直，但不一定总垂直地面，所以不能说成是垂直向下。
【投影：重力方向：总是竖直向下】
（三）重力的方向的应用
教师：重力方向的这一特点在日常生产和生活中，有较广泛的应用。【投影：重垂线，建筑工地砌墙图片】如在建筑工地上，工人师傅砌墙时会在墙旁边挂一重垂线，你知道这一重垂线可起什么作用吗？
学生：检查墙砌的是否竖直。
教师：怎么检查。
学生：看砌的墙是否与重垂线平行。
教师：中国人过年都有挂年画、贴对联的习俗。我这有张画（老师把一张画贴在黑板上）谁能上来利用重垂线把它贴正来。
学生：利用重垂线（看画的左右边沿是否与重垂线平行或看画的上下边沿是否与重垂线垂直）
教师：这位同学做的非常好，学了这招，我想今年过年家里挂年画、贴对联的时候，就能露它一手了。
【设计意图】这一部分的教学，运用转换法和模型法理解重力的方向，即直观形象又遵循了由易到难，层层深入的教学规律。重垂线是重力方向的重要应用，贴画活动的设计既能锻炼学生的动手能力，也让同学感受到学习物理是非常有用的。
教师：接下来我们一块探究重力的大小。
（四）探究重力的大小（15分钟）
【投影：探究重力的大小——通常把重力的大小叫做重量。】
教师：通常把重力的大小叫做重量，有的物体重力比较大，有些物体的重力比较小。物体的重力可用什么来测量？
学生：弹簧测力计。
教师：想想为什么物体平稳后弹簧测力计的示数就等于物体的重力？
学生：因为物体处于静止状态，弹簧对物体的拉力和地球对物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以弹簧测力计的示数等于物体的重力。
【投影：图片：弹簧测力计测物体的重力——二力平衡】
教师：我这里有两袋我们家乡产的九江瓜子，请两同学帮我分别测一测它们的重力。
学生：两同学分别测瓜子的重力。
教师：你们告诉我它们的重力分别是多少?
学生：一袋重0.9Ｎ，一袋重2.6Ｎ。
教师：你们再帮我们仔细看看这两袋瓜子，是它们的什么不同导致了他们的重力不同呢？
学生：质量。
教师：可见物体的重力大小与什么有关呢？
学生：质量。
教师：那重力的大小与质量存在怎样的数量关系呢？我们需要进行——实验。
【投影：探究重力的大小与质量的关系】
设计实验
教师：要探究重力与质量的关系需要测量哪些物理量？【投影：本实验需要测量哪些物理量？】
学生：质量、重力。【投影：质量、重力】
教师：由于时间的原因物体的质量老师已经帮大家测好，请大家注意观察标签上的质量值，每件物体质量都是50g。请大家思考测一组数据行吗？
学生：不行。
教师：根据本组器材你如何做可以测得多组数据。
学生：可以分别测一个、两个、三个、四个物体的重力。
教师：请同学小组合作完成实验数据收集，然后根据数据绘制图像，再通过对图象分析得出结论，并完成实验报告的填写。实验时大家要分好工，看那组做的最快最好，下面开始实验。【投影：请同学小组合作完成实验数据收集然后根据数据绘制图像，再通过对图象分析得出结论，并完成实验报告的填写。】
设计实验表格
所测物体
物体质量m（kg）
重力G（N）
实验图像
0.10
0.20
0.30
G/N
m/kg
o
1.0
2.0
3.0
进行实验、收集证据
教师这期间，走到学生中去，一是了解学生的实验情况，二是解决学生实验中遇到的临时问题，三是对部分实验困难学生给予引导和帮助，让他们不落队，也能顺利完成本实验。（要求学生把实验数据填入表中）
分析数据、得出结论
教师：大家做好了实验，请把实验报告填写好，然后大家把器材整理好，停止实验。
学生：整理好器材。
教师：展示小组的结果，请某一小组的一同学上来汇报实验情况，说清你们是如何找到物体重力与质量关系的。
学生：一组学生代表汇报实验情况。重力与质量关系式通过原点的正比例函数图像，所以成正比。
教师：再请另一小组同学把你们的实验情况也和大家汇报一下。
学生：一组学生代表汇报实验结论。
教师：其他组的同学结果和他们相同吗？
学生：相同。
教师：因此物体所受的重力跟它的质量成正比这一结论是具有普遍性。
【投影：物体所受的重力跟它的质量成正比】
教师：你们得出重力与质量的比值的大小为10，是个定值，因此也可以通过这一方法得出重力与质量成正比的结论。其后有单位吗？如有应该是什么？
学生：N/kg（学生齐答）
教师：10N/kg就是重力与质量的比值，用符号g表示。
（板书：G/m=10N/kg=g）
通过我们的探究找到了重力与质量的关系式：G/m=g通过公式变形得到G=mg m=G/g如果已知质量就可求出重力，已知重力就可求质量。【投影G/m=g G=mg m=G/g】
①符号的意义及单位：G——重力——牛顿（N） m——质量——千克（kg）
教师：其实我们科学家们也在地球的不同的地方精心的做了大量实验，发现这个比值各地略有不同，但都在9.8N/kg左右，平均值大约是9.8N/kg，即g=9.8N/kg。
②其中g=9.8N/kg表示的意义是：在地面附近质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。
注意：粗略计算时可取g=10N/kg。
教师：我们回头反思一下刚才这些小组测得的数据与所测的对象，把三组（一组测钩码、一组测铜块、一组测炒米）数据同时放在展示台上，并把这三种同质量的物体放在一起。仔细观察它们，你们看它们有什么不同？
学生：体积、形状、密度都不同。
教师：什么量相同？
学生：质量、重力相同。
教师：从而你们能得出什么新的结论？
学生：表明质量一定时，重力与物体的体积、形状、密度没有关系。
【投影：质量一定时，重力与物体的体积、形状、密度没有关系。】
【设计意图】这样设计探究重力的大小，可以让学生把重点放在探究重力的大小与质量的关系上，同时学生也能认识到：在物体质量一定时，重力大小与物体的体积、密度均无关系。让学生自己探究，一可以使学生有机会参与课堂教学，自主地进行物理规律的探究，体现自主性原则；二可以再次练习使用弹簧测力计测量力的大小，提高学生的动手能力。
（五）重力作用点——重心（5分钟）
教师：最后我们再来了解重力的作用点。
【投影：图片】
教师：物体的每一部分都被地球吸引着，但是，对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上，这个点叫做物体的重心。如果物体的重心正好被另一个物体支起，物体就是平稳的不会掉落。（板书：重力的作用点：重心。）
教师演示：用一物体将薄方形纸板，薄圆形纸板，把直尺等物体支起，分别让学生观察它们的重心所处的位置。
学生：直尺的重心在中点、薄方形的纸板的重心在两对角线的交点、薄圆形纸板的重心在圆心上。
教师：谁能总结出像这些外形规则的物体重心在哪里？
学生：几何中心上。
【投影：图片：形状规则、质量分布均匀的物体重心在它的几何中心上。】
【设计意图】利用实验帮助学生建立了“重心”这个较难理解的物理模型。
（六）讨论：假如地球上的物体不受重力情景会是怎样的？（有时间让学生讨论）
教师：我们生活在地球上，重力无处不在，正因为有着这个力的存在，我们才能平稳地坐在教室里上课。（设想忽然物体不受重力，我们的生活会是怎样的呢，请大家相互讨论后发表自己的想法。）那宇航员在太空中生活情景会是怎样的呢，请大家看一段视频。
【播放视频】
结束语：希望同学们现在好好学习、锻炼好身体，有一天也能像这些宇航员一样遨游太空！为祖国航天事业服务！
【设计意图】通过对社会热点问题的重温，一可调动学生的学习热情，二可激发学生努力学习的愿望。
三、课堂小结（约2分钟）
让学生归纳这节课学到的知识。
【投影】
1．重力的由来——地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。
2．重力的三要素：
①大小：与质量成正比 G=mg
②方向：竖直向下
③作用点：重心
四、课堂例题（约3分钟）
投影：1．一辆汽车的质量是3T，则这辆汽车受到的重力是多少？（g=10N/kg）
已知：m=3T=3000kg g=10N/kg 求：G
解：由重力计算公式得
G=mg=3000kg×10N/kg
=30000N
答：质量为3T的汽车重力是30000N。
2．关于物体所受重力的方向，下列表示正确的是（ C ）
两道例题，让学生快速思考回答，老师做适当点评。
五、达标测试（约8分钟）学案
让学生在规定时间内单独完成达标测试的8道题，对学生错误的题目进行讲解。
六、布置作业(约1分钟)
课后请同学们继续探究和讨论下面两个问题。
1．用悬挂法寻找质量不均匀、形状不规则物体的重心。
2．自制一个玩具“不倒翁”，并讨论研究被扳倒后会自动立起来其中的奥妙。
【设计意图】通过学生自己总结和归纳，以及课后拓展作业等方式，来考核评价学生这节课所学的知识与技能，课后练习作为课堂延伸，一方面可培养学生的动手能力和创造能力，另一方面可让学生通过课后的讨论认识到物体重心会影响物体稳定性这一物理知识。
★板书设计★（课件）
一、重力的由来------地球的吸引
二、重力的方向：竖直向下
三、重力的大小：G/m=g=9.8N/kg——G=mg
四、重力作用点：重心
★教学反思★
这节课，通过一系列问题情境和实验情境的设置，创设了对话平台，营造了师生情感交流、相互启迪、轻松和谐的氛围，促使学生主动建构与重力有关的相关知识；让学生利用大量的、具体的、感性的素材，从重力的大小、方向、作用点三个方面，感知重力、认识重力、描述重力，达成了三维目标。
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