第三节 重力
教学目标
一、知识与技能
1、知道重力是如何产生的；
2、知道重力的大小和方向；
3、知道重心的概念
二、过程与方法
1、通过观察和实验，感知重力的存在，培养观察思考、分析问题的能力；
2、通过探究了解重力和质量的关系，培养一定的实验能力，利用数学模型解决物理问题的能力；
3、通过了解重垂线及重心的应用，培养应用物理知识解释简单生活现象的能力。
三、情感态度与价值观
1、通过课堂上的观察分析活动，养成善于观察思考的良好习惯；
2、通过了解生活实际中物理知识的应用，增强教学物理、教学科学知识的兴趣。
教学重点
重力由来与重力大小
教学难点
重力的方向
教学方法
一、探究法：通过学生的探究实验得出重力与质量的关系
二、观察分析法：通过观察分析明确重力的方向是竖直向下的，理解重心的概念。
教学设计
一、自主教学方案
知新
1、阅读教材“重力的由来”，完成下列问题：
（1）宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存着 的力，这就是万有引力。
（2）由于 的力叫做重力。
2、阅读教材“重力的大小”，完成下列问题：
物体所受的重力跟它的质量成 比。用公式表示为 。其中，G表示 ，单位是 ，m表示 ，单位是 ，g= 。
3、阅读教材“重力的方向”，完成下列问题：重力的方向是
。
4、阅读教材“重心”，完成下列问题：
（1）重力在物体上的作用点叫做物体的 。
（2）质地均匀，外形规则的物体的重心在它的几何中心。如：方形薄板的重心在它的 ，球的重心在 。
二、课堂导学方案
教学点1 重力的由来
1、学生做教材中的“模拟引力”实验，体验一个物体绕着另一个物体运动时两者之间要有引力（靠绳子拉力提供引力）。
2、教师提问，学生思考：月球绕着地球转，那么，月球和地球之间是否有引力呢？只不过这种引力不需要绳子来提供而已。月球和地球之间自然存在着这种引力。
3、学生阅读教材第1、2段内容，了解牛顿对上述类似现象的研究成果：宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘，都存在相互吸引的力，这就是 力。
4、正是因为万有引力，地球对它附近的所有物体都有引力，所以投出去的铅球会落向地面，水会从高处流向低处……由于地球的吸引而使物体受到的力，我们称之为 。
【学点训练】
1、下列各力中属于引力性质的力是（ ）
教学建议：
教学点2 探究重力的大小跟质量的关系
1、提出问题：有哪些因素可以影响重力的大小呢？
2、学生猜想： 。
3、确定研究内容：研究物体所受的重力跟物体质量的关系。
4、学生分组设计实验：
设计思路：要研究重力中量的关系，就必须测出物体的 和 。
用弹簧测力计测量， 用天平测量或从钩码上读数。然后用图象法分析重力跟质量的关系。
分组实验：把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，记录在下面的表格中。
重量m/kg
重力G/N
重力/质量
5、根据实验数据，以质量为横坐标，重力为纵坐标描点并连线
6、根据图象分析得结论：物体所受的重力跟它的质量成 。
7、重力跟质量的关系用公式表示为：
其中：G表示 ，单位是 ；m表示 ，单位是 ；g= 。
【学点训练】
2、质量为1.2t的重物，所受重力是 N，当其被吊车加速向上吊起时，物体重力将 （填“变大”“不变”或“变小”，吊车吊升距离与地球半径相比可忽略不计）。
教学建议：
教学点3 重力的方向
1、观察体验重力的方向：手拿橡皮擦在空中松手，观察橡皮擦的运动方向，用细线拴住橡皮擦悬挂起来，观察细线的方向。
2、观察体验后回答：用细线把物体悬挂起来时，线的方向跟物体的重力方向应该是 的。这个方向就是我们常产的“ ”的方向，所以，重力的方向就是 的。
3、建筑工人砌墙时用的重垂线就是根据 原理来检查所砌的墙壁是否竖直。
【学点训练】
3、利用三角尺及其他物品，测量桌面是否水平。
教学建议：
教学点4 重心
1、阅读教材“重心”内容，了解重心的概念。重心就是重力的 。
2、物体的重心跟物体的形状、材料、是否均匀等 关。
3、质地均匀、外形规则的物体的重心在它的几何 。
【学点训练】
4、如图所示的重力示意图中，正确的是（ ）
三、当堂评价方案
1、当你在跳高运动中跳起腾空时，如果不考虑空气阻力，则你只受到 力作用，这个力是由 施加的。
2、（最新中考题）如果没有重力，下列说法中不正确的是（ ）
A、河水不再流动，再也看不见大瀑布
B、物体将失去质量
C、人一跳起来就离开地球，再也回不来
D、杯子里的水倒不进口里面
3、一个物体被竖直向上抛出去，则（ ）
A、物体上升过程中，速度越来越小，重力也越来越小
B、物体下落过程中，速度越来越小，重力却越来越大
C、物体上升和下落过程中，重力不变
D、物体上升到最高点时重力为零
4、关于比值9.8N/kg所表示的物理意义是（ ）
A、9.8N等于1kg
B、9.8N等于1N
C、质量是9.8kg的物体受到的重力是1N
D、质量是1kg的物体受到的重力是9.8N
5、质量为10kg的物体A静止在斜面上，试画出物体所受重力的示意图。
教学反思
第3节 重力
学习目标
1．知道什么是重力，掌握重力的计算及方向．
2．知道什么是重心，会找物体的重心．
3．掌握实验“探究重力的大小跟质量的关系”.
学习重点、难点
1、重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系
2、重心的概念，位置的确定。
学习过程
一、出示课标、自主探究?
（一）、重力的定义
由于地球的 而使物体受到的力．
相关理解：
（二）、重力的大小
G＝ .
做好实验探究，出示动画。 出示实验题。
相关结论：
（三）、重力的方向
总是 ．
相关材料：
共同探究教材11页“想想议议”。
（四）、物体的重心
1.定义：物体的各部分都受到 的作用，从效果上看，可认为各个部分受到的重力作用集中于一点，即为物体的 ．
2.确定重心的位置：
①形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其 上．
②质量分布不均匀的物体，重心的位置除了与物体的 有关外，还跟物体的 分布有关．
相关材料：
温馨提示 重心可能在物体上，也可能不在物体上．
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)
课件上的习题汇总。
【例1】下列说法中正确的是( )．
A．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧压缩后再反过来给手一个作用
B．运动员将垒球拋出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，但施力物体不是运动员
C．施力物体对受力物体施加了力，施力物体本身可能不受力的作用
D．某物体作为一个施力物体，也一定是受力物体
【例2】关于重力的大小及重心的位置，以下说法中正确的是( )．
A．重力是物体本身具有的力，大小与物体的质量成正比
B．静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力
C．重力只作用在物体的重心上，重心的位置总在物体的几何中心
D．重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球
【例3】关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )．
A．物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下
B．同一物体在地球上的不同位置，当用不同弹簧秤测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧秤测量时所受重力大小一定相同
C．物体的重心就是物体各部分所受重力的合力的等效作用点
D．形状规则的物体(例如正方体)，其重心一定在其几何中心处
【例4】以下关于重心及重力的说法中，正确的是( )．
A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中时弹簧测力计的示数，因此，物体在水中时的重力小于在空气中的重力
B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大
C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力垂直于斜面向下
D．物体的形状改变后，其重心位置往往改变
【例5】如图所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口．在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会( )．
A．一直下降
B．一直不变
C．先下降后上升
D．先上升后下降
课堂小结
作业布置
课件52张PPT。第3节
重 力体验 重力
活动1:用手托住橡皮,分别由静止释放、向上抛出、向前抛出,抛出后的橡皮最终会落向哪里?
活动2:用细线将橡皮拴住吊起,分别将细线的另一端挂在竖直的墙壁和倾斜的椅子上,细线的指向是否相同?细线的指向与水平面之间有什么关系?活动3:分别用手举起橡皮和物理课本,感觉托起哪个物体所用的力大一些?【参考答案】
活动1:最终橡皮都会向下落回地面
活动2:相同 细线的指向与水平面垂直
活动3:物理课本1.重力:由于 使物体受到的力。符号:
。
2.重力的大小:
(1)物体所受的重力跟质量成 。
(2)关系式: 。3.重力的方向:
(1)方向: 。
(2)应用:利用 确定竖直方向,检查所砌的墙壁是否 。
4.重心——重力的作用点:形状规则、质量分布均匀的物体的重心在 。【参考答案】
1.地球的吸引 G
2.(1)正比 (2)G=mg
3.(1)竖直向下 (2)铅垂线 竖直
4.几何中心探究1 重力
结合“体验”中的活动,思考以下问题:
1.由“活动1”分析,无论橡皮处于哪种状态,为什么都会向下落向地面?
参考答案:因为受到了重力的作用2.重力是怎样产生的?施力物体和受力物体分别是什么?
提示:地球附近的所有物体都受到地球的吸引,我们把由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。由分析可知,施力物体是地球,受力物体是地球附近的所有物体。
参考答案:由于地球的吸引而使物体受到的力 地球 地球附近的所有物体3.如果没有重力,我们的生活会怎么样?
提示:人能在地面上行走,是因为人受到重力的作用,如果地球上没有了重力,则人就会漂浮在空中;水往低处流,是因为水受到重力的作用,如果地球上没有了重力,则水就不会向低处流,而是漂浮在空中;地球周围有一层厚厚的大气层,这是由于大气层受到重力,如果地球上没有了重力,则空气就会逃离地球,地面附近就没有人类和动物赖以生存的大气层了。参考答案:水不会向低处流;空气会逃离地球,地面附近没有大气层(或人走路会轻飘飘的;抛出去的物体不会落回地面等)【微点拨】
(1)重力≠地球吸引力:地球吸引力是因,重力是果。
(2)重力是非接触力,地球附近的一切物体都受到重力的作用,无论固体、液体和气体,无论处于何种运动状态。
(3)由于物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体对地球也有吸引作用。【知识拓展】重力与地球引力
重力是地球对物体的引力,但是一般来说重力并不等于地球的引力。这是因为地球上的物体随着地球自转做匀速圆周运动,而需要向心力。这个向心力也来自地球引力。地球对物体的引力分解成两个力,一个是物体随着地球自转做匀速圆周运动的向心力,另一个就是重力。因此重力大小应是地球对物体引力和向心力的矢量差,故重力略小于地球的引力,方向竖直向下,但并不指向地心。探究2 探究重力与质量的关系
结合“体验”中的“活动3”,思考以下问题:
1.猜想:由“活动3”可知,重力大小与 有关,猜想的理由是 。
提示:结合生活实际,通常我们感觉到物体的质量越大,它就越重,所以猜想重力的大小可能跟质量有关。
参考答案:质量 物体的质量越大,感觉越重2.实验设计:
(1)测量工具:
测量钩码的重力: 。
参考答案:弹簧测力计(2)如何测量物体的重力?
提示:测量物体的重力需用弹簧测力计,因为重力的方向总是竖直向下,所以测量重力必须保证弹簧测力计处于竖直状态,且物体静止时开始读数。
参考答案:将物体挂在弹簧测力计挂钩上,使弹簧测力计处于竖直状态,当物体静止时开始读数。弹簧测力计的示数即为物体所受重力的大小。(3)如图所示,逐次增加钩码,并依次读出弹簧测力计的示数。(4)分析数据,描点连线。
分析以上实验数据,根据数据作图,用图线表示重力与质量的关系,可得出结论 。提示:根据实验数据在坐标系上描点作图,注意横纵坐标的设定。作出的图线是一条过原点的直线,说明物体所受的重力跟它的质量成正比。
参考答案:如图所示
物体所受的重力跟它的质量成正比3.交流与评估:
(1)实验中是通过作图像来分析实验结论的,这样做有什么好处?
提示:图像可以形象、直观地反映一个物理量随另一个物理量的变化规律,用在坐标系上作图的方法得出了重力跟质量的关系,这种做法思路简捷,容易理解。
参考答案:可以形象、直观地反映物理规律(2)如果将钩码换成质量不同的物体,还需要什么测量仪器,是否能得出结论?
提示:用天平测出物体的质量,再用弹簧测力计测量出物体的重力,将数值记录在表格中,计算物体所受的重力与质量的比值,利用比值不变的特性,分析得出物体所受重力跟质量的关系。
参考答案:天平 利用比值法分析能够得出物体所受重力跟质量的关系【微点拨】
(1)质量和重力的区别:质量不随位置的变化而变化,重力随物体位置的变化而变化。
(2)g=9.8 N/kg的物理意义:质量是1 kg的物体在地球附近所受的重力为9.8 N。【知识拓展】g的理解
在地球的不同位置,g的数值并不是一个定值,在地球的赤道附近g值最小,越靠近两极g的值越大。因此,同一物体在不同的位置重力是不相等的,只能是近似地认为g为定值。探究3 重力的方向
结合“体验”中的“活动1、2”,思考以下问题:
1.由“活动1、2”可知,无论橡皮朝哪个方向运动,最终都会向
落,细线吊着的橡皮无论处于何种状态,细线总是处于
方向,这些现象说明重力的方向是 。提示:“活动1”中,橡皮运动过程中都会受到重力的作用,最终向下落回地面,说明重力的方向是竖直向下的;“活动2”中细线的指向总是与水平方向垂直,与水平方向垂直的方向称为竖直方向,所以重力的方向是竖直向下的。
参考答案:下 竖直 竖直向下2.由图中所示,能不能说重力的方向垂直向下?为什么?提示:重力的方向是竖直向下的,总与当地的水平面垂直,与斜面不垂直,不能说成垂直向下。
参考答案:不能 重力的方向是竖直向下的,与水平面垂直,与斜面不垂直3.生活中重力的方向有哪些应用?
提示:重力的方向总是竖直向下的,因此利用这一点可以检验墙壁砌得是否竖直,桌面是否水平,墙上的相框是否挂正。
参考答案:用铅垂线检查墙面是否竖直;用水平仪检查桌面是否水平。【微点拨】
(1)竖直向下≠垂直于接触面:竖直向下是指垂直于水平面,垂直向下才是指垂直于接触面。
(2)重力的方向始终竖直向下,指向地心。与物体的运动状态、重力大小等因素无关。
(3)铅垂线的方向是竖直向下而不是垂直向下。探究4 重心
观察三个物体的重心,思考以下问题:1.“只有物体的重心处才受重力,物体的其他部位不受重力”,这句话对吗?
提示:物体的每一部分都受到地球的吸引,人们只是为了研究问题方便,才把整个物体所受的重力近似看成作用在一个点上即重心上。
参考答案:不对。人们只是为了研究问题方便,才把整个物体所受的重力近似看成作用在一个点上即重心上。2.物体的重心一定在物体上吗?举一例说明。
参考答案:不一定。圆环的重心在其环心上,球体的重心在其球心上,都不在物体上。3.分析上图,可知形状规则、质量分布均匀的物体的重心在什么位置?
提示:方形薄板的重心在两条对角线的交点,球的重心在球心,粗细均匀的直棒的重心在它的中点,所以形状规则、质量分布均匀的物体的重心的位置应该在它的几何中心上。
参考答案:物体的几何中心上【微点拨】
(1)物体的重心与物体所在位置、放置方式、运动状态无关。
(2)物体的重心越低,物体的稳定性越好。【知识拓展】确定形状不规则的物体的重心方法
(1)悬挂法:在物体上任取一点,用细线从这点将物体悬挂起来,静止时沿悬线方向在物体上画一条直线,然后用细线从这条直线外的任一点将物体再次悬挂起来,静止时沿悬线方向在物体上再画一条直线,这两条直线的交点即为该物体的重心,如图所示。(2)支撑法:将物体平放,用手顶起来,仔细调整被支撑物体的位置,使其能在手指上平衡,直到能将物体水平顶在空中,则该物体的重心就在支点上方,如图所示。地球的吸引重心竖直向下G=mg考点1 探究物体重力与物体质量的关系的实验
【示范题1】某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录见下表:(1)在实验过程中,需要的测量工具有: 、 。
(2)根据实验测得的数据可知:物体所受重力G与物体质量m的比值为 N/kg。
(3)分析表中实验数据,得出的结论: 。【解题指南】(1)测量质量的工具是什么?测量重力的工具是什么?
(2)如何分析表中的数据?物体所受重力G与物体质量m的比值是多少?
提示:(1)测量质量的工具是天平,测量重力的工具是弹簧测力计。
(2)按题意把表格中每个物体的重力与质量的比值计算出来,然后求取平均值,计算得出物体所受重力G与质量m的比值为9.8N/kg。【精讲精析】本题考查物体的重力跟质量的关系、多次测量求平均值减小误差和根据实验要求选择实验器材。(1)探究物体所受重力大小与物体质量的关系时,需要测量质量和重力,需要的测量工具是天平和弹簧测力计。
(2)平均值为:(3)从表中的数据分析,物体受到的重力跟质量的比值不变,所以物体所受的重力跟它的质量成正比。
答案:(1)天平 弹簧测力计 (2)9.8 (3)物体所受的重力大小跟它的质量成正比【互动探究】结合【示范题】,思考以下问题:
在通常情况下,我们认为g=9.8N/kg,但经过科学家的精确测量,发现在不同的地点g值存在微小差异。下表为部分地点的g值大小:分析表中数据,可以发现:
(1)g值最大的位置在 。
(2)影响g值大小的原因是 。
【解析】(1)从表中第二行中获知:g值最大的位置在北极。
(2)从表中第三行知,g值变化可能与地理纬度有关,纬度越高,g值越大。
答案:(1)北极 (2)地理纬度【通关金钥匙】重力的测量和对重力大小的理解
(1)大小测量:用天平测量物体质量,用弹簧测力计在竖直方向测量重力。
(2)分析数据:对比重力和质量的比值关系,排除实验误差,得出结论。
(3)重力随着物体位置的改变而改变。在太空中,物体处于失重状态,物体的重力为0。(4)一个物体的重力大小不受运动状态改变的影响,与是否受其
他力也没有关系,但同一物体在不同的星球上,其重力是不同的,
如月球表面上g=1.6N/kg,即物体在月球表面上受到的重力约为
在地球表面上的 。考点2 重力的示意图
【示范题2】如图所示是正在足球场上滚动的足球,请画出足球受到的重力的示意图。【解题指南】(1)足球所受重力的作用点在什么位置?
(2)滚动的物体所受重力指向哪个方向?
提示:(1)形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上,所以足球的重心应该在足球的中心。(2)重力的方向始终是竖直向下的。【精讲精析】本题考查重力的示意图的画法。足球的重心在足球的中心位置,重力的方向都是竖直向下的,与运动状态无关,以重心为力的作用点作竖直向下的作用线,并在线段的末端标上箭头,重力用字母G表示。
答案:如图所示【通关金钥匙】
画重力示意图的方法【变式训练】如图所示,物体静止在斜面上,O是它的重心,请在图中作出它所受重力的示意图。【解析】本题考查重力的示意图的画法。O处是物体的重心,重力的方向竖直向下。
答案:如图所示
