【2025春人教八下物理精彩课堂（教案）】7.3 重力

/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
【2025春人教八下物理精彩课堂（素材+教案）】
7.3 重力
方式一　【情境导入】
多媒体播放视频《无视重力(重心)》。
导入语:你相信视频中的情形吗 (不相信!)那好,大家来验证一下。(学生完成小实验)好,同学们,验证成功了吗 (成功了!)真奇怪,是吗 这是为什么呢 下面我们带着这个问题开始今天的新课。板书课题——《第3节　重力》。
方式二　【情境导入】
多媒体展示生活中的图片(图7 3 1):熟了的苹果向地面下落、壮观的瀑布、搬起石头砸了自己的脚……
图7 3 1
教师设问:苹果、水、石头为什么总是向下落,而不飞向空中呢 你能再举几个生活中相似的实例吗 这就涉及今天我们要学的一种力——重力。板书课题——《第3节　重力》。
详见电子资源
1.“探究重力的方向”的演示改进
[实验探究] 如图7 3 2甲所示,将小球悬挂在铁架台的横杆上,待球静止时,在图上画出球静止时悬线的位置。然后将铁架台倾斜一个角度(如图乙所示),在图上画出球静止时悬线的位置。
图7 3 2
[观察分析] 当小球静止时,悬线都平行于竖直方向。这表明重力的方向总是竖直向下的。“竖直向下”指垂直于水平面向下,而“垂直向下”是指垂直于某个面向下,这个面不一定是水平面。如果这个面是斜面,这时竖直向下和垂直向下就是两个不同的方向。所以,我们不能把重力的方向说成“垂直向下”。
2.重力与质量的区别和联系
项目 重力 质量
符号 G m
单位 牛顿(N) 千克(kg)
定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 物体所含物质的多少
方向 竖直向下 没有方向
影响因素 随位置的变化而变化 物质的属性,与其他因素无关
测量工具 弹簧测力计 天平、台秤、杆秤等
联系 G=mg
[中考解读] 本节在中考中常考内容是:①重力的大小;②探究重力与质量的关系;③重力的方向和重心。探究重力与质量的关系和重力的方向及重心是考查重点,尤其是在探究重力与质量的关系的实验中会经常考查图像的绘制和分析。考查题型一般为选择题、填空题、实验探究题以及计算题。
[考点对接] 1.重力及其大小
[源起教材P11]插图
图7.3 1　撒网
例1　关于重力的说法,正确的是 (　　)
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.在空中高速飞行的火箭不再受到重力作用
D.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
[答案] D
例2　(德阳中考)重力的方向总是　　　　　　的,一物体质量m=10 kg,则物体的重力G=　　　　N。(g取10 N/kg)
[答案] 竖直向下　100
[解析] 重力的方向总是竖直向下的,根据重力的公式可知,一个质量为10 kg的物体受到的重力为G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N。
[考点对接] 2.探究重力的大小跟质量的关系
[源起教材P12] 实验
探究重力的大小跟质量的关系
实验思路
要测量物体所受的重力,可以将物体悬挂在弹簧测力计上,当物体静止时,弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小。实验时既可以用天平测量物体的质量,也可以选用已知质量的物体作为被测物体。最后根据测量结果找出重力跟质量的关系。
实验过程
如图7.3 2所示,将已知质量的钩码挂在弹簧测力计上,当钩码静止时读取弹簧测力计的示数,记录在下表中。
次数
质量/kg
重力G/N
　　换用数量不同的钩码,测出它们所受的重力,多做几组实验,并记录数据。
图7.3 2　测量钩码所受的重力 图7.3 3　重力跟质量关系的图像
实验结论
在图7.3 3中,以质量为横坐标、以重力为纵坐标描点,连接这些点。
根据实验所得的图像,请你分析:物体所受的重力跟它的质量之间有什么关系
例3　(长沙中考)小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图7 3 3甲、乙所示,小明用布袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,实验数据记录如表:
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
(1)在图乙中,当米袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力的大小　　　　。
(2)分析如表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成　　　　,下列数据处理方法可以得到此结论的是　　　　。
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值　　
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
[答案] (1)相等　(2)正比　A
[解析] (1)当米袋静止时,拉力器对米袋的拉力等于米袋的重力,米袋对拉力器的拉力(等于拉力器的示数)与拉力器对米袋的拉力是相互作用力,二力相等,故拉力器示数等于米袋的重力。
(2)由表格中的数据得,计算每一次实验中重力的大小与质量的比值:======9.8 N/kg,结论:物体所受的重力与其质量成正比。
[考点对接] 3.重力的方向及其应用
[源起教材P14] 想想议议
地球是球形的(图7.3 5),我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。我们可以想一想,在我们脚“下”的南美洲居民,好像脚是朝“上”的,他们为什么也站得很稳呢 通常所说的“下”,到底指的是什么方向
图7.3 5　地球
例4　(天津中考)如图7 3 4所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否竖直。这是利用了 (　　)
图7 3 4
A.重力的方向　　　　　　　　 B.重力的大小
C.重力的作用点 D.重力与质量的关系
[解析] A　建筑工人常用铅垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的原理。
材料一——“失重”与“超重”
地球周围物体都受到重力的作用,这是由于地球对物体的吸引而造成的。如果静止的物体在空中只受重力的作用,则物体会做自由落体运动——竖直地、越来越快地落向地面。
在用弹簧测力计称物重时,物体挂在弹簧测力计上,物体对弹簧测力计有一个力的作用,弹簧伸长了。由于这个力的大小与物体重力相等,所以我们读出的弹簧测力计的示数就等于物体所受重力的大小。
但是,如果你放开手,弹簧测力计和物体在重力作用下都自由下落,这时物体对弹簧测力计不再有力的作用,弹簧测力计指针会回到零。这样看起来物体好像没有重力了。
如果用手提着挂有物体的弹簧测力计使之急剧加速上升,那么弹簧测力计的示数就会增加,大于物体的重力。这样看起来好像物体的重力变大了。
可见弹簧测力计的示数并不总是等于物体真正受到的重力。弹簧测力计的示数即物体对弹簧测力计或支持物的作用力称作“视重”。“视重”的大小与物体的运动状态密切相关。当“视重”小于物体的重力时,称为“失重”;当“视重”大于物体的重力时,称为“超重”。
同学们可以这样试一试:用手托起一块较重的砖,静止时手上感到的压力大小与砖的重力相等。当你突然下蹲,使砖加速下降,会感到砖比静止时轻得多;或者猛抬手,使砖加速上升,会感到砖比静止时重得多。这就是上面讲的“失重”与“超重”现象。不过你要明白这仅仅是你手的感觉而已,物体由于地球的吸引而受到的重力并没变。
材料二——万有引力
牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一,它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。任意两个物体间都有通过连心线方向上相互吸引的力,这种力叫万有引力,该引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们中心之间距离的平方成反比,与两物体的组成和其间介质种类无关。万有引力的计算公式为F=k,其中F表示两个物体之间的引力,k表示万有引力常量,m1表示物体1的质量,m2表示物体2的质量,r表示两个物体中心之间的距离,两个质量为1 kg的物体在相距1 m时的吸引力约为6.67×10-11 N。太阳对地球的引力使地球不能离开太阳,地球对其上物体的引力使物体不能离开地球。要离开地球,必须借助运载火箭发射。作为我国探月工程四期重要一环,嫦娥六号探测器自2024年5月3日发射入轨以来,经历了约30天的奔月之旅,在经过地月转移、近月制动、环月飞行等一系列关键动作后,6月2日早上6时23分,在鹊桥二号中继星支持下,成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区。地球上物体受到的重力是万有引力的表现,重力大小几乎等于物体与地球间的万有引力。跟地球一样,在月球上,物体也会由于月球对它的吸引而受到指向月球球心的力。如果我们把这些力也叫重力的话,那么,物体在月球上受到的重力不仅跟物体本身的质量有关,还跟月球的质量、半径等因素有关。月球的质量约为7.35×1022 kg,半径约为1730 km。
材料一　“失重”与“超重”
材料二　万有引力
第3节　重力
教 材 解 读 本节是在学生学习了质量、力等知识的基础上进行教学的。重力在力学学习中有着广泛的应用,在对物体进行受力分析时,必须先研究重力对物体的影响;重力是以后学习压强、浮力、功等知识的基础。因此,重力在力学中处于举足轻重的地位。 重力是一种最常见的力,也是本章的重点内容。对于重力要从它的大小、方向、作用点三个方面进行认识,对于万有引力只需让学生明白天上的物体跟地面上的物体一样,都受到引力作用,对万有引力定律不必补充和深入讨论;物体重力与质量的关系不要急于给出结论,要通过探究得出。
学 习 目 标 物理观念 1.知道重力产生的原因。 2.知道重力的方向、作用点。 3.通过实验探究,了解重力的大小跟物体质量的关系。
科学思维 从物理学视角,对实验证据进行分析,进而认识重力大小和质量关系的内在规律。
科学探究 1.经历探究重力的大小跟什么因素有关的过程。 2.尝试根据已有经验提出科学的猜想。 3.体会用图像处理实验数据、根据图像得出实验结论的方法。
科学态度 与责任 1.对重力的存在及应用有浓厚的学习兴趣,主动分析日常生活中有关重力的现象。 2.通过用铅垂线校准墙壁是否竖直或桌面是否水平的操作,产生提高自己能力和应用知识的愿望。 3.培养学生乐于参与科学实践的情感,在实验中养成严谨的科学态度。
重难 点处 理 重点:探究重力的大小与质量的关系。本实验需要的器材不多,实验结论差别不大,建议让学生亲自做一做,不要用教师演示实验代替;这个实验探究的重点可突出“猜想”与“分析论证”两个要素。 难点:重力的方向。该知识点的误区在于学生常常把重力的方向误认为与接触面垂直,将“竖直向下”与“垂直向下”混淆,建议利用直角三角板作一条铅垂线,改变三角板的摆放方式,观察铅垂线的方向。
合 作 探 究 探究课题:重力的大小跟什么因素有关。 进行猜想:重力的大小可能与物体的体积、物体的质量、物体的形状、物体相对地面的位置、物体的密度等有关。 [说明]上面的几种猜想是学生根据已有的知识和生活经验建立的,其中体积和密度对重力的影响都可归纳到质量当中,所以只研究重力与质量的关系即可。物体所受重力的大小与位置的关系到高中再去探讨。 进行实验:把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,记录在表格中。 记录表格:建议针对教材P12表格再添加一行,表头设为“”。 分析论证:指导学生先完成记录表格,然后用图像的方法处理实验数据,分析归纳得出结论。
教 学 反 思 《重力》这节课是在学生前面学过的力的知识的基础上进行教学的,教学过程如下:先通过学生熟悉的例子使学生认识重力的存在,然后通过学生的探究实验,研究物体所受重力的大小跟什么因素有关,再研究重力的方向及重心。在探究重力的大小跟什么因素有关时,通过作图的方法得出重力跟质量的关系,这种做法思路简捷,学生容易掌握,同时让学生掌握利用数学知识解决物理问题的一种方法——图像法。关于重力的方向,首先说明用线将物体悬挂起来后,物体静止时悬线的方向就是重力的方向,这个方向叫“竖直方向”,所以重力的方向是竖直向下的,并通过“想想议议”让学生明白竖直向下的“下”指的是什么及它与“垂直向下”的区别。通过实际的例子说明竖直向下的重力方向在实际中的应用,培养学生运用知识解决实际问题的能力。最后告诉学生地球吸引物体的每一部分,但物体受到的重力可以认为集中在一个点上,这个点叫物体的重心。
典案一 教学设计①
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】情境引入: 观察与思考: 问题1:为什么“水往低处流” 问题2:衣服上的水滴、成熟的苹果总是落向地面,为什么 观赏、体会生活中的现象,针对问题积极思考、踊跃回答。 通过思考、观察,激起学生好奇心,从而引入课题。
【探究新知】 一、重力的大小(G) 1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。 (1)地球上的所有物体都受重力作用。 (2)重力的施力物体:地球。 (3)重力的受力物体:研究的物体。 探究活动1:请同学们用手分别托起实验桌上的两组物品,说出感觉所用的力的大小,为什么所用的力不同 体验与感悟:不同质量的物体用手托住时所用的力不同,质量越大的物体,托住时所用的力越大,即物体重力越大。 思考:用手托住三个不同材料的金属柱(体积相同),所用的力不同,即物体重力不同,是什么影响了重力的大小 2.探究重力的大小和哪些因素有关 探究活动2:利用弹簧测力计和质量不同的重物——(已知质量的钩码)探究重力的大小和质量的关系。 (1)猜想 (2)设计实验——探究重力与质量的关系 [实验器材]弹簧测力计、质量不同的重物——钩码(已知质量)。 [器材组装及实验步骤] ①观察弹簧测力计的量程、分度值,调节弹簧测力计指针到零刻度线处; ②将一个钩码挂在弹簧测力计下,用弹簧测力计测出其重力G,观察并记录钩码的质量m和重力G,填写在表格中; ③逐次增加钩码个数,再做4次实验,用弹簧测力计分别测出4次钩码重力G,观察并记录4次钩码的质量m和对应的重力G,并填写在表格中; ③整理实验器材,分析实验数据,总结结论。 [实验数据] 钩码的质量m/g钩码所受重力G/N重力与质量比值/(N·kg-1)500.5101001101501.5102002102502.510
[数据分析] 建立G-m坐标系,描点并连线。 [实验结论] ①物体所受的重力跟它的质量成正比。 ②关系式:G=10 N/kg×m。 ③比例系数为
④g=9.8 N/kg(粗略计算时g取10 N/kg),其物理意义:质量为1 kg的物体受到的重力为9.8 N。 ⑤g的大小与地理位置有关,地理位置不同,g值不同。 3.重力计算公式:G=mg。 学生动手实验、仔细观察、认真思考、讨论交流。 实验、感受、思考、交流、回答。 让学生直观地认识重力现象,并在观察、实验的过程中与自己的生活经验进行结合。
二、重力的方向 探究活动:请同学们按图所示,将一个乒乓球悬挂在铁架台上,观察悬挂乒乓球的细绳方向;然后在铁架台的左下端垫上一个木块,仍观察悬挂乒乓球的细绳方向。 重力的方向:竖直向下。 如图所示,建筑工人在砌墙时,用细线悬挂一重锤,以铅垂线为标准,使所砌墙与铅垂线平行,以保证墙的竖直方向。 想想议议:在图中,地球上几个地方的苹果都可以向“下”落,但从地球外面看,几个苹果下落的方向显然不同。那么,我们所说的“下”指的是什么方向 请自选实验器材,利用铅垂线判断课桌桌面是否水平 三、重心 重心:重力的等效作用点。 形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。 思考与讨论: 提问1:杂技演员是如何控制重心的 提问2:不倒翁是采用什么方法降低重心的 　　探究活动:重力的示意图 例题1:水平面上的小车重100 N,如何表示这个力 例题2:用力的示意图表示出斜面上重为200 N的物体所受的重力。 课堂小结(略) 课堂练习(略) 布置作业(略) 进行自主实验设计: 添加器材:直角三角尺 操作方法:将铅垂线固定在锐角顶点上,将三角尺竖直放在被测桌面上,使一直角边与桌面重合,观察铅垂线是否与另一直角边平行,改变三角尺在桌面上的位置,重复上述操作,如图所示: 实验现象及结论:①若桌面水平:铅垂线始终与另一直角边平行; ②若桌面不水平:铅垂线与另一直角边不平行。 学生观察、讨论交流、得出结论。 学生仔细观察、认真思考、讨论交流。 通过让学生自主设计实验,锻炼学生的实验设计能力,加深对实验的理解,同时在实验过程中,互相交流和讨论,增强合作意识。 加强与实际生活的联系,让学生认识到重心在生活中的应用。 培养学生自主探索知识的能力。
温馨提示:为满足广大一线教师的不同教学需求,特新增“典案二　教学设计②”,　
内含多种授课方式不同的教学设计案例,word排版,可编辑加工,方便使用。　
内容详见电子资源。
典案三 导学设计
学点1:重力
观察如图7 3 5所示图片,完成下列问题。
图7 3 5
问题:由于地球对它附近的物体有吸引作用,因此我们把由于地球吸引而使物体受到的力叫　重力,通常用字母　G　表示。重力的施力物体是　地球　,受力物体是　地球附近的物体　。
拓展:假如重力突然消失了,可能会出现的情境有:①水不会向低处流;②空气会逃离地球,地面附近没有大气层;③抛出去的物体不会落回地面;④拿起东西不费吹灰之力;等等。
学点2:重力的大小
实验探究:物体所受重力的大小与物体质量的关系。
经验分析:我们用手分别托起一本书和五本相同的书,会感觉所用的力　不同　(选填“相同”或“不同”),根据生活中的经验我们可以初步判断:质量不同的物体所受的重力　不同　(选填“相同”或“不同”)。
猜想假设:物体所受重力的大小可能跟物体的　质量　有关。物体质量越大,可能受到的重力　越大　。
实验器材:弹簧测力计、钩码若干个(每个50 g)。
进行实验:如图7 3 6所示,把钩码挂在弹簧测力计上,当钩码静止时,弹簧测力计的示数　等于　钩码所受重力的大小。逐次增挂钩码,分别测出它们所受的重力,并记录在下面的表格中。
图7 3 6
次数 钩码的质量m/kg 钩码的重力G/N 重力与质量的比值/(N·kg-1)
1
2
3
4
数据处理:填写表中实验数据,并在图7 3 7中进行描点连线。分析数据及图像,总结物体所受重力跟它的质量之间有什么关系。
图7 3 7
实验结论:物体所受重力的大小与它的质量成　正　比,如果用　G　(字母)表示重力,用　m　(字母)表示质量,g表示　重力　与　质量　的比值,则其关系式可以表示为　g=　,即　G=mg　。其中g值大小为　9.8 N/kg　,粗略计算时可以取　10 N/kg　。
学点3:重力的方向
如图7 3 8所示,在一个铁架台上悬挂一个小球,适当倾斜铁架台,观察小球悬线的情况,回答下列问题。
图7 3 8
问题1:分析各图中小球的情况,小球受到的重力的方向和细线的方向　一致　(选填“一致”或“不一致”),说明重力的方向总是与　水平　(选填“水平”或“支持”)面垂直,这个方向即为我们常说的“　竖直向下　”,因此重力的方向是　竖直向下　的。
问题2:如图7 3 9所示,我们脚朝下站在地球上,此时我们受到的重力的方向是　竖直向下　的;在我们脚“下”的南美洲居民,好像脚是朝“上”的,但是他们也能平稳地站在地球上,他们受到的重力的方向也是　竖直向下　的,这就说明我们通常所说的“下”是指向　地心　的方向。
图7 3 9
问题3:建筑工人在砌墙时常常利用　铅垂线　来确定竖直的方向,以检查所砌的墙壁是否竖直。
学点4:重心
问题:地球吸引着物体的每一部分。但是,对于整个物体,重力作用的表现好像作用在某一个点上,这个点叫作物体的　重心　。形状规则、质量分布均匀的物体,其重心在它的　几何中心　上(如图7 3 10所示),　不一定　(选填“一定”或“不一定”)在物体上。
图7 3 10
拓展:稳度就是物体的稳定程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。如图7 3 11所示,不倒翁之所以不会倒,就是由于它的重心很低。
图7 3 11
21世纪教育网(www.21cnjy.com)