第七章 力
第3节 重力
新授课 1课时
【教学目标】
1.能通过分析生活及实验现象得出重力是由于地球的吸引而产生的。
2.经历探究重力的大小跟什么因素有关的实验过程，了解重力大小跟物体质量的关系。会根据G-m图象分析处理实验结果。能正确书写重力大小跟物体质量的关系式G=mg，并能进行简单计算。
3.确认重力的方向是竖直向下的，并能够应用其解决实际生活中的一些问题。能找到质量分布均匀、形状规则的物体的重心。会画重力的示意图。
4.了解重力的由来。
【教学重点】
实验探究重力的大小跟质量的关系。
【教学难点】
重力的方向是竖直向下的含义的理解。
【实验准备】
教师用：多媒体课件。铅垂线、水平仪、形状不规则物体
学生用：皮球、弹簧测力计、已知质量的钩码一盒、橡皮、细线
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动
一、创设情景 引入新课
【课件展示】图7-3-1
我们站在地面上，脚朝下，站得很稳．但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的（图7-3-1），他们为什么也站得很稳呢？ 同学
们是否替他们担心过：如若一不小心，他们是不是极可能会“掉”到太空里呢？ 你参加过跳高运动吗？当你用力蹬地会腾空而起，但越过横杆后，你会重重地落在海绵垫上，这是为什么呢？ 也许你有过这样的幻想：自己能够飞翔，飞到宇宙中探索那神秘的世界，要想实现飞天梦，需要克服什么力才能实现呢？
（设计意图：以学生的认知冲突创设课堂情景，激发学生的学习兴趣和求知欲）
【板书课题】第三节 重力
学生兴致勃勃、观察图片。
思考并讨论提出的问题：
阿根廷人为什么也站得很稳呢？他们会不会“掉”到太空？
二、科学探究 学习新课
（一）重力的概念
1、感知重力的存在
【播放视频】观看奔腾的黄河、长江、倾泻而下的瀑布，空投的救灾物资，投掷出去的铁饼、标枪等与重力有关的画面。
【动手实验】观察在高处由静止下落，沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出的皮球等物体的运动情况。
【引入】日常生活的经验告诉我们，无论是靠自身的牵引力上升的物体，还是被人为地抛向空中的物体，无论它运动的过程怎样，最终还是要落到地面上的（图7-3-2）．你知道产生这些现象的原因吗？
学生观看视频和实验现象，思考产生这些现象的原因
想想议议：
飞机投放的物质，受到地球对它的重力作用，会落向地面。你能举出几个例子来证明重力的存在吗？
如果没有重力，我们的生活会是什么样子？
2、重力的施力物体和受力物体
苹果落地 抛石落地 水往低处流
图7-3-2
【师生总结】地面附近的一切物体在失去支持的时候都要向地面降落．这是因为地球对它周围的物体有引力，能把它们拉向地面．我们把由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力．通常用字母“G”表示。
【板书】1、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，用字母G表示。
（设计意图：这是通过通过视频和学生实验等手段唤起学生对重力的认识，既重力对物体运动状态的改变来感知重力的存在。）
【引导点拨】重力是由于地球对物体的吸引而产生的，因此重力的施力物体是地球；地球附近的物体由于地球的吸引都要受到重力作用，因此重力的受力物体是地球附近的所有物体。
【温馨提醒】① 地球附近的一切物体都受到重力．为了叙述简便，我们常把物体受到的重力简称为物重．②我们日常生活中讲“重量”，说的是物体的质量，其实这是不对的．严格地说，在物理学中，重量指的是物体受到的重力．
（设计意图：通过这样的问题，可以发挥学生的想象，活跃课堂气氛，让学生在轻松中感知重力的存在）
（二）重力的大小
学生经历科学探究的几个环节：
1、提出问题
2、进行猜想
3、明确重力大小的测量方法
4、设计实验
5、进行实验并收集数据
【提出问题】不同物体受到的重力是有大有小的．那么物体所受重力跟哪些因素有关呢？请同学们猜想一下。
【引导点拨】由于质量主要由物质的密度和体积决定，所以只要研究跟质量的关系就包含了这两个方面，也就是说质量不同的物体所受的重力不同，所以举起他们的感受也不同。至于其它几个猜想，同学们可以在课下继续研究。
（设计意图：让学生运用学过的知识和已有经验，对问题的可能答案做出合理的猜想，培养学生的发生思维。）
【设疑】如何测量重力的大小？
【引导点拨】把已知质量的钩码挂在弹簧测力计上，静止时，弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力大小。（由于此时没有学习二力平衡的知识，因此不必交待这样做的理由）
【实验指导】1、强调弹簧测力计的使用方法和注意事项
2、观察什么，记录什么？小组内如何分工？
3、设计记录数据的表格
4、如何改变实验次数？
质量m/kg
重力 G/N
（设计意图：进行实验前，明确目标和协作分工，增加课堂效率；培养学生的合作意识。）
思考、讨论、大胆猜想并说出猜想的依据。
生1：可能跟质量有关
生2：密度
生3：体积、速度、形状……
对于学生的猜想，及时给与激励性的评价。
学生讨论后总结：如下图：
交流、讨论：
1、学生口述方法
2、已知钩码质量50g换算成0.05kg,读出弹簧测力计的示数，两人一组，一个测量，一个记录。
3、填在课本第10页的表格中
4、逐次增挂钩码个数
6、分析数据，归纳总结
7、评估数据
8、学以致用
5、在课本图7.3-3中，以质量为横坐标、重力为纵坐标描点并连接这些点。观察后思考：物体所受的重力跟它的质量有什么关系？
（设计意图：培养学生的动手能力，运用数学的知识找到两个物理量的关系，提高解决物理问题的能力。）
【成果展示】分别选择2—3小组将图像投影在黑板上。
6、数据处理及分析论证方案建议
方案一：对照学生记录的实验表格分析，质量成倍增大，重力也成倍增大。这表明，物体所受的重力跟它的质量成正比。
方案二：计算表格中重力与质量的比值，可见都是10N/kg。这表明，重力和质量成正比，比值是10N/kg。
方案三：根据学生描绘的图象，引导学生分析，尝试判断重力与质量的数量关系，并进一步得出重力的大小跟质量的关系式。G-m图象是一条通过原点的直线，这是正比例函数图象。其斜率为一常数，数值是10N/kg。由此表明，物体所受重力大小跟质量成正比，且G/m=g=10N/kg.
（设计意图：实际教学中可将三种处理数据的方法有机结合，帮助学生学会处理数据的多种方式，这对学生的能力培养是大有裨益的。）
【小结】&【板书】
1．物体所受的重力与物体的质量成正比。
2、G/m=g或G=mg
3、g=10N/kg，意义：它表示质量为1 kg 的物体所受到的重力是10 N。为计算方便在粗略计算时可取g =10 N/kg。精确测量的结果是g= 9.8 N/kg
【典例分析】
一辆汽车的质量是3 t
描点并连线
各小组积极展示
学生能根据老师的引导，得出准确的结论
，则这辆汽车受到的重力是多少？（g=10 N/kg）
（设计意图：对于有关重力的简单计算，应注意引导学生运用公式、规范书写步骤。）
【自学指导】阅读课本第11页例题，看完题目在练习本上试做，然后对照答案自查。
【引导点拨】发现既考查了重力的计算，还有质量的计算，对变形公式有更深的了解。还强调用下角标区分不同物体。
（设计意图：计算过程中物理量带单位既可以使计算过程有意义，又可以通过单位之间的关系判断计算是否正确。另外又巩固了新学的公式及变形式。）
学生根据题意，写出计算过程：
已知：m=3 t=3 000 kg
g=10 N/kg
求：G
解：由重力计算公式得
G = mg
=3 000 kg×10 N/kg
=30 000N
答：质量为3 t的汽车重力是30 000 N。
试做例题
对照自查
（三）重力的方向
1、方向：竖直向下
【想想议议】如何描述重力的方向？
【实验演示】如图7-3-4所示，用一根线将重球悬挂起来，吊在支架上。使该装置由水平放置变换到倾斜放置。我们发现，无论放置在什么位置，细线总被物体在重力的作用下竖直向下拉直。因此悬线下垂的方向显示的是重力的方向。
甲 乙 图7-3-4
【小结】&【板书】重力的方向：竖直向下
（设计意图：
学生先根据生活现象讨论重力的方向，然后通过动手体验，确定准确的方向到底如何描述？
2.重力方向竖直向下的应用
学生通过生活现象可以想到重力的方向是向下的，可是对方向竖直向下的认识还是不到位，所以这个设计能巧妙的纠正学生的错误认识：不是垂直向下。）
【做一做】
用一根线将物体悬挂起来，物体静止时，在重力的作用下，物体下垂的方向跟重力的方向一致，这样的线叫做重垂线（图7-3-6）。
图7-3-6
【试一试】重垂线在生活和生产上有广泛的应用。生活中人们常用重垂线检查墙壁上的画是否挂正；建筑工地上常用重垂线检查墙砌的是否竖直（图甲）；工厂中用重垂线检查工作台面是否水平（图乙）。
甲 乙
图7-3-7
【想想议议】回扣开头和图7-3-8所示，我们平时说的“下”，到底指的是什么方向？
学生观察现象，在课本上标出重垂线的概念
讨论：
课本第14页第4题
学生讨论后回答：“下”指向地心
然后解释开头问题：
图7-3-8
（设计意图：通过对重力方向的进一步深入，认识到“下”是指向地心的，这就是离开地球表面的物体都落向地面的原因。）
所有的现象都是因为受到地球向下的吸引力的原因
（四）重心
1、什么叫重心?
【想一想】重力的作用点在哪里？
PPT动画展示：
地球吸引物体的每一个部分。
图7-3-9
作用效果上就好像作用在某一点上的一个力。
如图7-3-9所示，用一根绳子悬挂一个不规则的物体，现在物体受到一个竖直向上的拉力，地球吸引物体的每一部分，因此，一个物体各部分都要受到重力作用，但从力的作用效果看，就好像有一个竖直向下的力拉着物体，
学生思考：
如何把分散的很多点受到的重力集中到一个点？
这用到了什么研究问题的方法？
2、重心的位置
我们可以认为各部分的重力作用集中于一点，这一点叫物体的重心。O点即为等效作用点重心.
【小结】&【板书】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，那么，重力在物体上的作用点就叫重心．
（设计意图：利用等效替代的思想把作用在物体上的每一部分集中到一点，使复杂的问题简单化，方便学生理解和接受。）
【认一认】你知道这些物体的重心在哪里吗？通过课件展示:
图7-3-10
【师生总结】质地均匀、外形规则物体的重心在它的几何中心上。
例如粗细均匀的棒的重心在它的中点；方形薄板的重心在两条对角线的交点；球的重心在球心（图7-3-10）．
（设计意图：通过对物体重心的识别，为后面画重力示意图打好基础。）
【温馨提醒】（①重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。
②物体重心的位置，可以在物体上，也可以在物体外。例如，一个平板的重心在板上，而铁环的重心就不在环上。如图7-3-12质量均匀、外形规则的唱片的重心在它的圆心上。
③在画物体的受力图时，务必将重力的作用点画在重心上。
【设疑】什么是重力的三要素？如何画重力的示意图？
【引导点拨】
学生识别物体的位置：
1）方形薄板的重心
2）球的重心
3）粗细均匀的棒的重心
3、画重力的示意图
为了研究问题的方便，在受力物体上画力的示意图时，常常把重力的作用点画在重心上，如图7-3-11所示。
图7-3-11
（设计意图：重力的示意图是以后学习力学的基础，所以对学生应严格要求。）
思考、讨论
交流重力示意图的画法
（五）重力的由来
1、想想做做
【小实验】
用一根细线栓一块橡皮，甩起来，使橡皮绕手做圆周运动。这时，你会觉得橡皮要用手先拉住才不会跑掉。
【类比猜想】月亮也绕着地球转动，它们之间有没有力呢？
（设计意图：
学生动手实验
感受手拉绳子的力
思考左边的问题
2、万有引力是重力产生的原因
通过月亮与橡皮、人手与地球、拉力与引力等的类比帮助学生了解万有引力定律。）
【引导点拨】牛顿研究后提出：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。
【小结】重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
温馨提醒：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力并不等于地球对物体的吸引力（万有引力）。重力与吸引力是两个不同的概念，一般情况下这两个力的大小和方向是不同的，重力只是吸引力的一部分．万有引力的方向总是指向地心，而重力的方向总是竖直向下的。
【课外拓展】
万有引力定律的发现是17世纪自然科学最伟大的成果之一。让学生课后阅读“科学世界”栏目中的“飞出地球”。
（设计意图：大多数学生对有关航天的知识都非常感兴趣，他们会主动阅读，不必占用课堂时间。）
阅读课本12页最后一部分，思考：
什么是万有引力？
重力产生的原因是什么？
课下阅读此内容
开阔视野
三、盘点收获
(时间：2分钟)
引导学生总结收获，师生共同解决存在的问题。（教师课件展示，见附件1）
学生梳理
四、课堂检测（课件展示）
师巡视、讲评
完成检测题
见附件2
(时间：5分钟)
五、布置作业
做“动手动脑学物理” 第1、2、3题
课后完成
【板书设计】
【教学反思】
一、 本节课的“亮点”
这节课我还是比较满意的，多重教学手段，多重教学方法并用，达到了很好的效果。
1、引入采用了学生认知上的冲突，激发学生的学习兴趣，快速进入学习状态。
2、感知重力的存在，选择了三种方案，也可以只用其中的一种，都能说明问题，但我认为这样更丰富，学生感觉更受冲击。
3、探究重力大小与质量的关系，又再现了科学探究的七个环节，整体互动较好，尤其在数据处理环节，我还是设计了三种方案：一是当物体的质量变成原来的n倍时，物体所受到的重力也变成原来的n倍，由此可见，物体的重力跟质量成正比；二是比值法，求出各组数据中G/m的比值，发现比值相等，证明物体的重力跟质量成正比；三是图象法，先画图象，根据G-m图象是一条通过原点的直线，这是正比例函数图象，说明物体的重力跟质量成正比。
今后对于学生收集的数据，可以帮助学生学会处理数据的多种方式，这对学生的能力培养是大有裨益的。
4、等效替代法理解重心和类比法了解万有引力，二者都能对知识的理解起到潜移默化的作用。
二、不足：
由于内容较多，难免时间紧张，学生落实显得仓促，达标测试未能当堂检测，这也是教新教材时经常遇到的现象。如果课堂是45分钟，就能解决这个矛盾了。
附件1 ：
重力
附件2 ：
课堂检测
1.在足球比赛中，一前锋队员面对对方的守门员，用脚轻轻地将球一挑，足球在空中划过一道弧线进入球门．若不计空气阻力，使足球在空中飞行时运动状态发生变化的施力物体是（ ）
A．前锋队员 B．地球 C．守门员 D．足球
2.月球对它表面附近的物体也有引力，这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的1/6.一个连同随身装备共90kg的宇航员，在月球上质量为______kg，重为______N。(g=10N/kg)
3.在细线下系一重锤就做成一个重垂线，用它可以检查建筑物的墙、门、窗是否竖直，它利用了 的性质． 若把重垂线的上端系在垂直的木架上的O点，如图7-3-15所示，就成了一个水平器，当重垂线与水平器上的刻线 时，它所在的平面就是水平的．
图7-3-15 图7-3-16
4.如图7-3-16所示；重10N的圆球沿着斜面向下滚动。请你用力的示意图表示圆球受到的重力。
图7-3-17
5.如图7-3-17所示，一架重型运输直升机在执行救灾任务时，通过钢缆将一质量为9×103kg的货物悬吊着往下放。下列说法正确的是（ ）
A．直升机所吊货物的重量是9×103N
B．直升机所吊货物的重量是9×104N
C．货物受到的重力方向是不断变化的
D．货物受到的重力方向是垂直向下的
6.某举重运动员最多能举起125 kg的杠铃，那么这个运动员能否举起1.5×103 N的重物？
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