3.1 重力与弹力 （教学设计）2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

重力与弹力
第一课时
一、教学目标
1.物理观念
（1）了解力是物体对物体的相互作用,知道力能使物体发生形变或使物体运动状态发生改变
（2）知道重力产生的原因及其定义,会求重力的大小并能确定重力的方向。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：知道重力的产生，大小，方向，知道影响重心的因素。
教学难点：会求重力的大小并能确定重力的方向。
三、教学分析
力的概念既是本节的重点,又是一个难点。重力是学生比较熟悉的,重力概念理解的难点是对重心的理解。本节课教学中采用“引导--探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生的主动性。
其主要程序是:提出问题→科学想象或体会→探索研究→再创情境→得出结论→深刻理解、指导实践。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的学,学生学得主动,学得积极。
四、教学过程
活动1【导入】（一）引入新课
利用多媒体观看太空课堂有关失重的现象，接着利用课件展示地球上物体下落的现象，通过两种情景对比提出问题：出现不同现象的原因是什么？学生在此问题的思考上已经知道了重力，但还不明白重力是如何产生的，接下来通过拓展讲解万有引力，来建立重力的概念。
首先通过向生演示用绳子拴着钩码，使钩码做圆周运动，并提出问题为什么钩码没有被甩出去
紧接着利用多媒体向学生展示行星绕恒星做圆周，比设置疑问：行星和恒星之间没有绳子，但行星为什么不会飞出去 设置完情景疑问，引发学生求知欲，然后向学生介绍万有引力，在此基础上建立重力的概念：由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。
深化概念，教师在此提出问题：重力的施力物体是什么？让学生回顾力的三要素，从力的三要素去学习分析重二、新课体验
1.引出重力概念
(1)观察现象请同学们观察下面几幅图片(课件:①水往低处流---请大家用一句诗来描述②同学跳起后会落回地面③苹果下落)。
(2)提出问题你认为它们的运动有什么共同特点 教师充分鼓励学生讨论交流。
生:物体向下落,这些物体都要落到地面。
师:物体为啥要落向地面,而不飞向太空呢
生:说明它们都喜欢地球,地球的魅力大;地球有吸引力。
(3)建立概念在讨论的基础上,师生总结:对,说得很好,就是由于地球的吸引它们才落向地面。在物理学中就把:由于地球吸引而使物体受到的力叫重力。教材第9页找到勾好,齐读一遍。(学生齐读,教师板书)
(4)总结:重力用符号G表示,单位N。根据定义判断重力的施力物体是地球,你受不受重力,老师受不受重力 说明地面附近的一切物体都受到重力的作用。
(5)正是因为地面附近的物体受到重力的作用,水才能从高处向低处流、可以看到美丽的瀑布、可以享受蹦极等等。
想想议议:“假如没有重力,生活会是什么样的 ”(让学生讨论回答),
学生回答......
师:回答得很好很有想象力,但我们在地球表面很难感受到,下面请外景老师王亚平老师给大家讲讲在失重环境下是什么样子。看视频,比老师的弹指神功还厉害,同学们可以课后去看看完整版的视频里面有很多有趣的实验。进入方式:百度搜索王亚平老师太空课堂。(以此来激活学生的思维,提高了学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。)
2.探究重力的大小
师:前面我们学习过力有三大要素,它们分别是
生:大小、方向、作用点。
师:今天我们就来探究重力的三大要素。物体所受重力的大小,通常叫做物重。
(1)活动一:请同学们打开桌上的钩码盒左手托起50g的钩码,右手托起200g钩码,哪只手用的力大些,你的感受是
提出问题通过活动一你发现了什么
生:我托起200g钩码的手所用的力大些;托起质量大的物体所用的力大些。质量大的物体所受的重力大。
(2)猜想与假设引导学生大胆的猜想,并说出猜想的依据。(从而培养了学生的思维能力)学生可能有如下猜想:重力的大小与物体的质量有关;质量越大,物体所受重力越大。
师:请同学们把钩码放回盒子里。
(3)设计实验
师:请同学们观察桌上的器材设计实验方案来验证你的猜想,并将方案写在你的学案上。在学生制定计划、设计实验的基础上,教师适当补充自己的意见,形成如下实验方案(通过课件展示)
生:测出质量不同的物体的重力;测出不同质量钩码的重力;先测出一个钩码的重力然后增加钩码的个数分别测出其重力的大小,最后把测量的数据填在表格中进行分析。
①需要测量的物理量:物重的大小
②实验器材:测力计、钩码一盒、
③实验方案:测量一只钩码的重力,然后增加钩码的个数,或者换用不同的钩码,分别测出其重力的大小,测出至少四组数据。
④将数据填入表格
进行实验、收集证据
昨天我们学习了测力计的使用,也学习了感应测力计,几天我们就用传感器测力计来测量物体的重力。
教师演示实验教师演示时强调实验要求,学生认真观察聆听(测量前调零,设置参数,拿钩码时轻拿轻放)。
学生实验:首先小组内明确分工,两个人操作,两个读数记录。明确实验目的、操作步骤。(教师在这期间,走到学生中去,尽量指导到每一组。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。)
记录数据、分析数据得出结论(要求学生把实验数据填入表中)
分析数据、得出结论
学生汇报:请一组同学上台展示记录数据,根据自己的实验数据得出结论。甲:因为质量大的物体所受重力越大。乙:第一组数据质量是---所受重力是---,第二组数据质量是第一组的2倍,所受重力也是第一组的2倍。所以我认为物体所受重力大小与质量大小成正比。
师:同学们总结得真好,能分析数据得出结论,太棒啦!掌声送给他们。到底是不是成正比呢 我们借助思迈传感器进行图像分析。点击分析,引导学生自己去“发现”:物体所受的重力大小与质量成正比。拟合正比例图像,观察总结物体所受重力与质量确实成正比。
师总结:既然物体所受重力与质量成正比,那么我们来算算比值是多少,双击正比函数表达式y=ax,读数。物理学家通过大量的实验数据得出比值是9.8,为什么与我们的实验结果有差异呢 ,实验的误差、地理位置都可能造成这些差异。(我们一定要尊重客观事实)G--牛(N)、m--千克(kg)、在地球表面附近,g=G/m=9.8N/kg,即g=9.8N/kg,其物理意义是:质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛,在粗略的计算中g=10牛/千克。请同学说物理意义,提问2kg的物体受到的重力是多少呢 总结得出公式G=mg或者m=G/g。
例题:张老师的质量约为60kg,站在地面上受到的重力是多少 (g=10N/kg)———同时说明在选取公式G=mg进行计算式,物理量对应、各物理量单位统一.
请一名同学上台做,其他同学自己独立完成,老师巡视指导,最后点评并统计完成情况。
随堂练习:下列物体中物重接近20N的是()
A.一袋方便面B.一张课桌C.一只鸡D.一支铅笔
3.重力的方向
师:下面我们就来探究重力的第二要素方向。
(1)出示幻灯片:物体由静止自由下落的方向,物体悬挂起来的方向。总结:重力的方向总是竖直向下(垂直于水平面)。如果我在下面给它加个水平面,看看重力的方向与水平面有什么关系
(2)利用重力的方向解决生活中的问题——重垂线和水平仪
师:重垂线的应用——建筑工人用重垂线判断墙壁是否竖直。(重力的方向始终是竖直向下原理)。还可以判断十字绣是否挂竖直(线与边缘是否平行或重合);。
师:水平仪的应用检查凳子是否水平;箱子是否放水平。教师演示。
教师总结:物理来源于生活,最后又服务于生活。
4.重力的作用点
(1)重力的作用点就是物体的重心。通过课件展示:均匀规则几何体的重心位置;
解释课前引入:老师练的弹指神功实际就是学好了物理,压在眉间不能站起来,原因是坐着重心在臀部,要站起来重心就要前移,压住眉心就不能使重心前移所以站不起来。所以老师的神功就是学好了物理,为我们的生活服务。下课后你们可以去试试神功看看你是否练成了。
(2)随堂练习:画重力示意图,学生独立完成,评讲并统计完成情况。
(3)重心的应用:从前动物王国里有两只熊,它们都想当国王,于是哥俩就商定了一个办法比试武艺。请一个裁判推它们俩,谁不会到谁就当国王。谁来给它们当个裁判,结果哥哥不容易推到。原来它就是传说中的不倒翁,那么不倒翁为什么不容易被推到呢 请同学们结合今天学的知识课后去探究不倒翁的不到之谜,并完成学案的课后作业。
三、畅谈收获
今天同学们表现很棒,那么你收获了什么 学到了:重力的概念、三要素、利用重力的方向为生活服务;学好物理能为生活服务;如何去探究物体所受重力的大小与质量的关系。
四、课后练习
1.恐龙的质量可达50t,则它的体重为______________N,相当于__________个质量为50kg的同学的体重.
2.重垂线是根据______________的原理制成的,瓦工常用它来检查墙______________,木工常用它来检查工作台______________.
板书设计
重力
概念
由于地球吸引而使物体受到的力，叫做重力（G）
二、大小G=mg，g=9.8N/kg
三、方向竖直向下
四、作用点：重心