高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 教案

2014-2015学年高中物理3.1重力基本相互作用教案B新人教版必修1教案B教学目标一、知识与技能1.知道重力产生的原因及其定义。2.知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系，能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。3.知道物体重心的含义。4.了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或运动状态发生改变。5.知道力的三要素。6.了解四种基本相互作用。二、过程与方法1.知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。2.能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。3.能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。4.通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾，概括出重力的产生、方向及大小与什么有关，培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯。5.通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法。三、情感、态度与价值观1.通过实例激发学生对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。2.培养主动与他人合作的精神和与他人交流的愿望，敢于质疑，勇于修正。3.通过介绍“神五”发射升空过程，培养学生的爱国主义情操，了解科学技术对人类生活和社会所起的巨大推动作用。教学重点、难点教学重点1.重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。2.力能使物体发生形变或运动状态发生改变。教学难点1.力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。2.重心的概念。教学过程一、导入新课同学们平时都习惯这样说，我们班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五六十米。这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。二、进行新课 （一）力和力的图示1.力的描述：力是物体与物体的作用。（即力产生的条件是两个或两个以上的物体发生作用）2.力的作用效果：使物体的运动状态发生改变或是物体发生形变。3.力的测量工具：测力计（弹簧秤）。4.力的单位：牛顿。5.力的量性：矢量，遵循矢量运算法则。6.力的图示：按一定比例作出的带箭头的线段，线段的长短表示力的大小，箭头的方向表示力的作用方向，箭头或箭尾表示力的作用点。（二）重力1.重力提问：重力是怎样产生的？学生在预习后回答：地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？学生猜疑：有的说是，有的说不是。教师释疑：严格地说，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。（1）概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。一个物体受到10N的重力，可以说这个物体的重量是10N。教师提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？学生回答：施力物体是地球，受力物体是重物。教师强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。（2）产生条件：是由于地球的吸引。（3）重力的大小和方向。教师提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？学生回答：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论。①重力的大小：重力的大小可以用弹簧秤测出。在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，在数值上等于物体重力的大小。动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。学生马上得到：G与m成正比。 重力大小与物体质量关系：G＝mg（g＝9.8N/kg）。强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。实验：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。②重力的方向：总是竖直向下。强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。2.重心（1）概念物体的各部分都受到重力的作用。从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。（2）与重心位置有关的因素①与物体的形状有关；②与物体的质量分布有关。质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在其几何中心上。同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（P52图3.1-3）。质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。学生动手找自己的不规则薄板的重心，并且说出其原理。教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照教材中P52做一做）验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线，让其穿过重心C点，再在其重心C处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。演示：将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，用悬挂法寻找其重心的位置。归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习平衡的种类奠定基础。巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重的物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理？尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全。（三）四种基本相互作用 引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。强相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。三、课堂小结本节课在初中知识的基础上学习了重力的概念、产生的条件以及重力与引力的区别。知道了重力大小的测量和用G＝mg来确定，知道了重力的方向。学习了重心的概念，知道了与重心有关的因素及重心的确定方法。四、作业教材P53、54问题与练习1、2、3题。