2019-2020年高中物理3.1重力基本相互作用教案新人教版必修1一、教材分析 这一节首先从力的概念入手进行研究，“力是物体间的相互作用”这个表达是抽象的，也是教学中的一个难点，教学中要从生活中的具体例子出发，说明力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生形变的原因，在此基础上给出力的定义.对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度来进行定义的，刚开始分析物体受力时，可以把施力物体找出来以便在分析时不会凭空增加力的个数.力的三要素是对物体进行受力分析时把问题简单化的一种方法，也是以后作力的分析草图时必须用到的一种基本知识和技能，所以要学生多加练习，特别是对力的示意图更要加以重视，这是受力分析的基础.重力概念的理解难点在于重心的理解，重心是重力的作用点，但重心的位置与物体的形状和物体的密度分布都有关系.理解重力可以从演示实验入手进行，把抽象的问题具体化是解决难点的很好的方法.二、教学目标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三、教学重难点重点：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、重心的概念四、学情分析 力的概念在初中已经有所接触，但是它的理解仍然是一个难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力地位是相同的．重力是在初中已经学习过的一个概念，对它的理解主要应该放在重心的研究上，知道不同情况下物体重心的位置．自然界四种基本相互作用是新教材新增的内容，对它的理解不必太深，了解这方面的知识，为将来发展打下基础．五、教学方法创设情景，导入目标——自主探索，实践体验——表达交流，总结归纳六、课前准备多媒体，长方形木块，锯条，橡皮条，已知质量的钩码，重锤线，铅笔，刻度尺，质量均匀分布的金属板等。七、课时安排 八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑 匀速直线运动，匀速圆周运动，加速直线运动有何区别？
引入物体运动状态发生变化的含义是什么？学生阅读课本P54第一段后答：物体速度（大小、方向）发生变化物体发生形变的含义是什么？学生阅读课本P54第二段后举例。（二）情景引入、展示目标同学们都平时都习惯这样说，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。（三）合作探究、精讲点播一、力和力的图示⑴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）⑵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。⑶力的测量工具：测力计（弹簧秤）⑷力的单位：牛顿⑸力的量性：矢量，遵循矢量运算法则⑹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。⑴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。提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？学生：施力物体是地球，受力物体是重物。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。？学生：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)⑴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。⑵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。3、重心⑴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。⑵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，其重心在此几何中心上。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（投影分析）
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。CC学生动手找自己的不规则薄板的中心，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。（参照课本中P5的实验）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、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。（四）、反思总结、当堂检测 教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测（五）发导学案、布置作业 1、课后完成课本54页“问题与练习”中的习题。2、用悬挂法确定形状不规则物体的重心（硬纸板、衣服挂）九、板书设计 一、力和力的图示二、重力1、重力
2、重力的大小和方向3、重心三、基本相互作用必修一3.1重力基本相互作用课前预习学案一、预习目标本节学习力的基本知识：力的概念、力的图示；重力和重心。介绍了自然界的四种基本作用。二、预习内容：1、物体的运动状态用来描述，只要物体的变化了，不管是还是改变了，都说这个物体运动状态发生了变化2、在外界的作用下，物体发生了变化，就说物体发生了形变。3、在物理学学中，人们把改变物体的，以及产生形变的原因，即物体之间的，称为力。力的三要素是。4、力的矢量性：力是，它不但有大小，而且有，力的大小可以用来测量，在国际单位制中，力的单位是，简称，符号5、力可以用一根带箭头的线段来表示。力的图示与力的示意图的区别在。6、由于地球的吸引而使物体受到的力叫做。物体受到的重力与物体的质量的关系是，其中g是，重力的方向总是，物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的。重心在几何中心。7、四种基本相互作用：自然界中的四种相互作用是、、、。重力是在地球表面的表现，弹力摩擦力是由引起的。强相互作用力的作用范围只有约1015m
，即原子核的大小。三、提出疑惑1、什么原因使物体的运动状态发生变化、使物体产生形变呢？2、物体间的相互作用是什么？有什么特点？它的单位是什么？3、如何形象地描述力？什么是力的图示？什么是力的示意图和力的图示？4、什么是重力？其方向如何？物体的重力大小与哪些因素有关？物体的重力与地球对物体吸引力一样吗？5、苹果为什么向下掉落？何谓物体的重心？6、科学家想建立一种“统一场“来解决相互作用问题，它们都是哪些相互作用？课内探究学案一、学习目标1．知道物体运动状态的改变就是指物体的运动速度改变.2．知道力是、的原因.3.知道力的图示是用一带箭头有标度的线段把抽象的力直观而形象表示出来的一种处理力的科学方法，在具体问题中能画出力的图示或力的示意图.4.知道重力是物体由于地球的吸引而产生的，掌握重力的大小和方向，知道重力大小的测量方法.5.掌握重心的概念,知道重心的位置与哪些因素有关，会确定质量均匀分布且形状规则的物体重心位置.6.知道四种基本相互作用的概念，了解人们对事物的认识总是在不断探索中发展变化.二、学习过程任务一、力和力的图示阅读教材p51回答下列问题1、物体运动状态改变指的什么？你能举出例子吗？如：2、你还能举出物体发生形变的例子吗？如？3、什么原因可以使物体的运动状态发生改变、使物体发生形变呢？4、你能给力下一个定义吗？5、作用在运动物体上的力，如果力的方向与运动方向相同，将加快物体的运动，如果力的方向与运动方向相反，将阻碍物体的运动，这说明力的方向不同，它的作用效果也不一样，可见，要把一个力完全表达出来，除了指明力的大小，还要指明力的方向。所以力是矢量我们目前学习里哪些矢量？6、力的单位是什么呢?7、要想测量力的大小，我们可以用什么工具呢?8、要具体描述作用在物体上的一个力，我们可以采用什么样的方法?
做一做：如图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150N，用力的图示法表示拉力．任务二、重力1、重力产生的原因是什么?2、重力的大小可以用弹簧秤进行测量，可以根据公式G＝mg计算，（其中的g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关．当高度增加时，g的值；当纬度增加时，g的值）。3、重力的方向总是指向哪？4、重力的作用点称为重心，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中在一个点上，这个点叫做物体的重心．物体的重心位置与什么因素有关？是如何进行确定的呢?做一做：1、下列说法，正确的是……………………………………(D)A.重力就是地球对物体的吸引力B．只有静止的物体才受到重力C．物体的各部分中，只有重心处受重力D．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的任务三、四种基本相互作用学生自己阅读教材第52页四种基本相互作用，请把自己阅读的内容总结一下？三、反思总结本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。四、当堂检测1.物理学中用一根带有______的线段来表示力，______的方向表示力的方向，这样的力的表示法称为__________；如果线段的长短严格按照_____来画，这样的表示法叫做_______.箭头，箭头，力的示意图；比例，力的图示
2．重心是物体所受___________,物体的重心可以在物体上，也可以_________,重心在物体几何中心的条件是______________________.重力的作用点，不在物体上，质量均匀分布，外形规则3.在物理学中我们把_______叫做力.力的三要素是_______、_________、________.地球附近物体受到的重力是由_____产生的,重力的施力物体是_____,重力的方向_____,重力的作用点在_____ 物体的相互作用大小方向作用点地球地球竖直向下重心4．在公式G=mg中,在地球表面处g=9.8N/kg,在月球表面处g′=1.63N/g.一个质量是50kg的人,在地球表面处所受的重力为_____N;他在月球表面处所受的重力为_____N49081.55．请你判断下列说法正确的是（AD）A．物体受到力的作用，运动状态一定改变。B．竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为受到一个竖直向上的升力。C．物体只有相互接触才会产生力的作用。D．同一个物体既可以是施力物体也可以是受力物体。6．下列关于力的说法正确的是（CD）A．一个力可能有两个施力物体 B．力的三要素相同，作用效果一定相同C．物体受到力的作用，其运动状态未必改变D．物体发生形变时，一定受到力的作用7．关于力的描述，下面说法正确的是（A）Ａ．作某力的图示时，若选定的标度不同，那么表示这个力的线段的长度就不同，但箭头的指向是相同的Ｂ．描述力只要用一根带箭头的线段表示出力的大小和方向就可以了Ｃ．两力相同指两力大小相等即可Ｄ．两力相同指两力的大小、方向、施力物体、受力物体都相同，实质上指的同一个力8．一个物体受到三个力的作用，它们的图示如图3-1-4所示，下面正确的说法是（C）A．这三个力都相等B．这三个力中只有F1和F2相等C．这三个力都不相等D．这三个力，必定有三个施力物体和三个受力物体9．关于重心的说法，正确的是（CD） A．重心就是物体内最重的一点 B．有规则形状的物体，其重心必在物体的几何中心 C．把一物抬到高处，其重心在空间的位置也升高了 D．背跃式跳高运动员，在跃过横杆时，其重心在身体之外10．关于重力的大小和方向，下列说法中正确的是（A）
A．在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关,也不管是否存在其他力的作用B．在地球各处的重力方向都是相同的C．向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的同一物体所受重力D．对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到南极而变化11．关于四种相互作用,下列说法中正确的是(BCD)A.使原子核内质子、中子保持在一起的作用是电磁相互作用B.在天然放射现象中起作用的基本相互作用是弱相互作用C.万有引力和电磁相互作用是远程力，强相互作用和弱相互作用是近程力D.地球绕太阳旋转而不离去是由于万有引力作用课后练习与提高 1．水平地面上一辆小车的重力是50N，受到与水平面成30°的斜向上的25N的拉力。试画出小车的重力和拉力的图示（图3-1-5）。 见图3-1-5右图2、有一条质量均匀分布的长为L的绳子盘在水平地面上，现将它竖直向上拉起，当它的下端恰好离地时，它的重心位置升高了多少？ L/23．如图3－1－6所示,把一边长为lm的匀质立方体,绕bc棱翻倒,当AbcD平面处于竖直位置时,它的重心位置升高了多少?0.2m
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