人教版八年级物理(2024)(下册) 第七章 力
第3节重 力 (教学设计)
【课题】第3节 重力
【学习目标】
1. 了解重力的概念及重力产生的原因。
2. 探究重力的大小跟物体质量的关系。掌握重力大小跟物体质量的关系式G=mg,并能进行简单计算。
3. 理解重力的方向和重力的作用点(重心)。会画重力的示意图。
【学习重点】
探究重力的大小跟物体质量的关系。
【学习难点】
1. 掌握重力大小跟物体质量的关系式G=mg,并能进行简单计算。
2. 理解重力的方向和重力的作用点(重心)。
【教学器材】铁架台、弹簧测力计(0~5N)、钩码(50g)等。(演示实验用1套,学生分组实验每组1套。)
【新课导入】
问题:
水总是由高处向低处流;向空中撒开的渔网,会飘落到水里;向上抛出的石块,最终也会落向地面…… 你知道这是什么原因吗
这些现象的产生,是因为地球对它附近的物体有吸引作用。
【新课学习】
由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力,通常用字母G表示。
地球附近所有物体都受到重力的作用。
板书课题 第3节 重力
知识点一 重力
【想想议议】
①高处的水受到重力的作用,会流向低处。
②飞机投放的物资受到重力的作用会落向地面。
③跳水运动员受到重力的作用会落入水中。
④掷出去的铅球受到重力的作用会落向地面。①弹性和弹性形变
【播放视频】⑤如果没有重力,我们的生活会是什么样子
【课堂练习】
【例题1】关于重力,下列说法正确的是【 】
A.苹果只有下落时才受到重力作用
B.重力的施力物体是地球
C.上升的物体不受重力
D.从斜面上下滑的物体不受重力
【答案】B
【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,地球附近的所有物体都受到重力的作用,与物体的运动状态无关;重力的施力物体为地球,受力物体为地球附近的物体。
【例题2】 如果没有重力,下列说法中不正确的是【 】
A.河水不再流动,再也看不到大瀑布
B.人一跳起来就离开地球,再也回不来
C.杯子里的水倒不进嘴里
D.一切物体的质量都变为零
【答案】D
【解析】只要物体在地球上,就会受到地球的吸引,就会受到重力。水往低处流,人会落下来,水会被倒进嘴里。
如果物体不受重力,河水不会从高处流到低处,就不会有瀑布形成;人一跳起来就离开地球,不来再回到地球;杯子里的水也倒不进嘴里。
质量是物质本身的性质,是物体中含有物质的多少,不受物体所受重力的影响。
知识点二 重力的大小
【想一想】
托起质量不同的物体,会感觉所用的力不同。大量的生活经验告诉我们,质量不同的物体所受的重力不同。物体所受的重力跟它的质量有什么关系?使用弹簧测力计测量力的大小时,首先要看清它的测量范围。加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。
我们可以通过实验,测量物体所受的重力和它的质量,找出二者之间的关系。
【学生分组实验】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】
如图所示,将质量为50g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。
质量m/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。
【收集学生分组实验数据】
【播放实验视频】探究重力的大小跟质量的关系
【数据分析】
①由实验数据可知,当质量成倍增加时,重力也成倍增加。每一次实验中重力与质量的比值是一个不变的常数,大约是10.0N/kg .由此可得物体所受重力和质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。
以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量的关系图象。(质量m=0kg时,重力G=0N)
②物体所受重力和质量的关系图像是一条过原点的斜向上的直线。由此可得物体所受重力和质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。
精确的实验表明,物体所受的重力跟它的质量成正比。
如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量之比,则地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成
G:物体所受的重力,单位是牛(N)
m:物体的质量,单位是千克(kg)
g=9.8N/kg(粗略计算时取10N/kg),表示质量为1kg的物体所受的重力为9.8N.
物体所受重力的大小还与物体所处的海拔高度与地理纬度位置有关。①在同一地区,g随其离地面高度的增加而减小;②距离海平面相同高度的物体,g随其所在地理纬度的增加而增大,在赤道上g最小,在两极上g最大;③月球上的g值大约是地球上的六分之一。
【想一想】
物体所受的重力与它的质量成正比,能不能说物体的质量与它所受的重力成正比?
质量是物体本身的属性,它不随物体的形状、位置、状态、温度的改变而改变,所以不能说物体的质量与所受的重力成正比。
【课堂练习】
【例题3】质量为0.25kg的木块,受到的重力是多少牛 一个人所受的重力为450N,他的质量是多少千克 g取10N/kg.
【答案】木块受到的重力是2.5N 人的质量是45kg
【解析】由G=mg可知,木块受到的重力G木 = m木g = 0.25kg×10N/kg =2.5N
由G = mg 可得,因此人的质量
木块所受的重力为2.5N,人的质量为45 kg.
知识点三 重力的方向
【播放视频】重力的方向沿竖直向下
用细线把物体悬挂起来,沿细线向下的方向跟物体所受重力的方向一致。这个方向就是我们常说的“竖直向下”的方向,即重力的方向总是竖直向下的。
重力的方向总是竖直向下的。悬线自由下垂的方向都是竖直(垂直水平面)向下的,与斜面不一定垂直,所以重力的方向不能说垂直向下。
【想想议议】
地球是球形的,我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。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
南美洲居民同样受重力;“下”是指垂直水平面近似指向地心。
重力方向竖直向下的应用
①建筑工人砌墙时常常利用铅垂线来确定竖直的方向,以此来检查所砌的墙壁是否竖直。
②通常用水平仪来判断一个面是否水平。利用一个三角板和铅垂线制作一个水平仪,利用它来判断平面是否水平。
【课堂练习】
【例题4】如图所示,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【 】
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
【答案】A
【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下的,故铅垂线的方向是竖直向下的,所以用重力的方向来检查墙壁是否竖直。
知识点四、重心(重力的作用点)
1.地球吸引物体的每一部分,但是,对于整个物体而言,重力的作用表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。
重心是重力的等效作用点,不是重力的实际作用点;
重心的位置跟物体形状和质量的分布有关系。
2.重心的位置
①质地均匀、外形规则物体的重心在物体的几何中心上。
②质地不均匀、不规则物体的重心。
支撑法找重心 悬挂法找重心
③物体的重心可以在物体上,也可以不在物体上。
光盘的重心不在光盘上,而在圆心上。 篮球的重心在球心上
3.为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
人受到的重力和支持力
4.万有引力
实际上,宇宙间的物体,大到天体,小到尘埃,都存在互相吸引的力,这就是牛顿提出的万有引力。正是地球对它附近物体的引力,使水往低处流、抛出的物体落向地面┄┄重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
【课堂练习】
【例题5】关于物体的重心,下列说法中正确的是【 】
A. 任何有规则形状的物体,它的几何中心必然与重心重合;
B. 重心就是物体内最重的一点;
C. 重心总是在物体上,不可能在物体之外;
D. 重力在物体上的等效作用点,叫做物体的重心
【答案】D
【解析】A.只有形状规则,质量分布均匀的物体,重心才在物体的几何中心上;
B.重心是重力的等效作用点,该点并不是物体上最重的一点;
C.重心可以在物体上,也可以在物体之外,如空心的球体重心在球心上,不在物体上;
D.重心是重力在物体上的等效作用点。
【例题6】(2025年河南中考题)我们熟悉的“禾”字在甲骨文中如图甲所示,它形象地表现出沉甸甸的谷穗弯向大地的情景。请在图乙中画出谷穗所受重力的示意图。(O点为谷穗的重心)
【答案】
【解析】重力的方向竖直向下,作用在重心上。
飞出地球
人类一直向往插上翅膀,飞向太空,探索宁宙的奥秘。中国是世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。
1957年10月4日苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。
1970年4月24日,我国成功发射东方红一号人造地球卫星。
2003年10月15日神舟五号飞船发射成功,杨利伟成为我国第一位进入太空的航天员。
2022年11月3日,中国空间站梦天实验舱顺利完成转位,标志着中国空间站“T字基本构型在轨组装完成。
【播放视频】飞出地球
【课时知识总结】
【课后作业】练习与应用: 1、2、3、4、5题