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8.2 重力
教案示例
教学目标
一、知识与技能
1.知道产生重力的原因。
2.知道重力方向和作用点。
3.理解重力的大小跟物体质量的关系。
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学习习惯。
2.通过了解生活实际中物理知识的应用,增强学习物理、学习科学知识的兴趣。
3. 激发学生对于科学探究的兴趣,养成与同学合作交流的意识,体验利用知识解决问题的喜悦,培养创新意识。
教学重点:重力的概念及重力与质量的关系。
教学难点:重力的方向,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。
教学准备:钩码、弹簧测力计、重垂线、粗细均匀的木棒、方形薄板、木球、投影仪。
教学过程
一、引入新课
演示
(1)将一只木球举到一定的高度让其自由落下。
(2)把一只木球斜向上抛出,观察其运动路线。
(3)让一只木球在讲台上沿直线运动,滚到讲台边后落向地面,观察其运动路线。
问题:在演示的几种情况中,球的运动有什么共同之处呢
(不论小球的运动状态如何。它最终都落回了地面。)
问题:产生这些现象的原因是什么呢
总结:物体运动状态的改变是因为受到了力的作用,球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。这节课我们就一起来研究这个指向地面的力——重力的知识。
二、新课学习
(一)重力的成因及与质量的关系
1.想想议议
地球附近的物体都会受到重力的作用,你知道重力能为我们做什么吗?盖大楼打地基时,就是把夯举高释放,夯由于受到重力而向下运动就能将地基夯实。跳水运动员走到高高的跳台上向下跳时也是由于受到重力作用才能在完成各种动作后入水。人和各种动物是由于受到了重力的作用才能安然地在地球上生存,如果没有重力,可能就只能像在飞船中的宇航员一样到处漂了。
2.探究实验:探究影响物体所受重力大小的因素
请边看边按要求做好实验,并在表中填写数据,6分钟后,比谁能正确回答下列思考题。
思考:
(1)重力的大小跟什么因素有关?重力的施力物体是什么?
(2)重力跟物体质量有什么关系?你是怎么确定的?你能用公式表达这种关系吗?
(教师巡视,适时进行实验指导或帮助,譬如实验前弹簧秤的调零,实验中弹簧秤的操作和读数等,对于实验结果,学生可能有不同的表述方法,要给予肯定答复。)
根据实验结果,我们知道每一次测出的重力与其对应质量的比值基本上是一个不变的值,这个比值大约是9.8。实验结果说明物体所受的重力跟它的质量成正比。我们用G表示重力,g表示重力和质量的比值,同学们实验的结论就可以用一个公式表示。请大家自己表示出来,并想一想单位是什么。
g的单位可根据重力G(N)和质量m(kg)的单位得出:g=9.8N/kg。在使用公式计算时,质量(m)的单位必须用kg。重力(G)的单位必须用N。粗略计算时,g的值可取10N/kg。
总结:重力和物体的质量成正比,可以用公式G=mg表示。其中g=9.8N/kg,是指在地球附近,质量为1kg的物体所受重力平均为9.8N。粗略计算时可取g=10N/kg。
(二)重力的方向
知道了物体重力的大小和它的质量有关,接下来我们来了解重力的方向。通过实验和生活经验,我们已经了解了一切物体在失去支持时都要落到地面。
演示
(1)观察拿在手中的小球自由下落的方向。
(2)用一根线把物体悬挂起来,观察静止时线的方向。
小球受重力自由下落时的方向及悬挂的物体受重力作用使悬线下垂的方向便是重力的方向,这一方向是竖直向下的,所以重力的方向是竖直向下的。
演示
(1)两条重垂线的方向。它们方向是否相同
(2)重垂线与水平桌面的方向是否垂直
(3)重垂线与斜面的方向是否垂直
两条重垂线的方向平行,重垂线的方向与水平面垂直,与斜面不垂直。重力的方向总是竖直向下的,不能说垂直向下。
现在请同学们利用重垂线检查我们教室的墙壁是否竖直,窗台及课桌面是否水平。说说你们检查的结果和根据。如果重垂线和墙壁是平行的,说明墙壁竖直,如果重垂线和桌面及窗台是垂直的,则说明桌面和窗台是水平的。
建筑工人之所以用重垂线来检查所砌的墙是否竖直,就是因为重垂线的方向总是竖直向下的。
我们站在地面上,脚朝下,由于重力的作用可以站得很稳,但地球是圆形的,在我们“脚下”的人,好像脚是朝上的,他们也能站得稳,为什么呢
想想议议:
我们所说的“竖直向下”的“下”指的是什么方向 地球上不同地方的人或物受到的重力的方向对于他们所处的位置来说都是竖直向下的。因为地球是球形,所以地球上不同位置上的“下”实际都指向了地球的中心,因此我们所说的竖直向下的“下”指的是指向“地心”。
指向地心的方向叫“向下”,背离地心的方向就应该叫做“向上”。正因为地球上不同地方的人们都受到地球指向地心的重力作用,所以各个地方的人们都能安然无恙地生活在地球表面。
(三)重心
接下来我们来研究重力的第三个要素:作用点。
出示一根粉笔,这根粉笔受不受重力的作用?地球附近的物体都会受到重力的作用,所以粉笔也受重力。将一根粉笔分成几段后。各段粉笔受不受重力 将粉笔分成几段后,每一小段粉笔仍然受重力作用,物体的每一部分都会受到地球的吸引作用。
地球吸引物体的每一部分,但是,物体受到的重力可以看成是集中在一点,这个点叫做物体的重心(center gravity),也就是重力的作用点。如何确定物体的重心呢
重力的作用线一定通过重心,所以可以用类似重垂线的悬挂法确定物体的重心。请同学们确定一块方形薄板的重心,并交流自己的做法。
交流:先用细绳系住木板的一点悬挂起来,沿着细绳的方向在木板上画出一条线;再用细绳系住木板的另一个点悬挂起来。按刚才的方法在木板上画出另一条线,两条线的交点就是这个木板的重心。物体的重心位置和物体的形状、材料是否均匀有关,用悬挂法可以确定各种物体的重心。一般材料均匀、外形规则的物体的重心,就是这一物体的几何中心。(出示粗细均匀的细木棒和木球)如这两种物体的重心在哪儿
粗细均匀的木棒的重心在木棒的中点,均匀圆木球的重心在它的球心。如将一粗细均匀的长棒从中间弯折成90°角,重心还在棒的中点吗 重心在哪儿?弯折后重心不在棒上,重心的位置可以用悬挂法确定。
想想议议:
请同学们双脚分开站好,大家一定能很稳地站在地面上,如果身体的各个部位都不动,只让你抬起一只脚,还能站稳吗 试一试,根据自己的体验讨论“不倒翁”为什么不倒。走钢丝的演员为什么要握一根长杆
如果身体不动,抬起一只脚后就站不住,要想一只脚稳,身体就必须倾斜,身体倾斜时,人体的重心位置也会跟着移动。走钢丝的演员的重心位置必须落在钢丝上时才不会倾倒。
人走路,脚下不稳时会自然地伸开双臂保持平衡,因此我觉得走钢丝的演员手握一根长杆是为了借助加长了的手臂调整重心,保持平衡。
不倒翁身体的下部有一个很重的物体,上部几乎是空的,因此它的重心很低。将不倒翁扳倒后,重力的作用就会使它回到原来的位置,所以扳不倒。
三、小结
让学生总结本节学习到了哪些知识。
1.地面附近的物体,由于受到地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物体是地球。
2.重力是一种常见的力,重力的大小跟物体的质量到底是什么关系,我们可以通过实验来研究一下。重力和质量的关系曲线图做出来。
通过我们研究发现,重力和质量成正比,用来计算大小,g=9.8N/kg重力的方向是竖直向下的,重力的作用点叫重心。
四、板书设计
典型例题
例题1.关于重力以下说法不正确的是( )。
A.物体受到的重力是由于地球的吸引而引起的
B.地球的吸引力就是重力
C.地面上的物体受地球的吸引,物体同时也吸引地球
D.地面附近的一切物体,无论静止还是运动的,都受到重力的作用
解析:重力是最常见的一种力,地球表面附近的一切物体都受到地球对物体的一种吸引力,重力就是这种吸引力的一部分,但并不是说重力就是吸引力,地球的吸引被物体接受到才能叫做重力。这种吸引力与物体的运动状态无关。地球吸引物体,同时物体也吸引地球,这是相互作用的两个力的关系。
答案:B
例题2.被踢出去的球在空中飞行时( )。
A.不受重力作用 B.只受踢力作用
C.受重力作用 D.以上说法都不对
答案:C
例题3.关于物体的重心,下面说法中正确的是( )。
A.任何有规则的物体,它的几何中心必然与重心重合
B.重心总在物体上,不可能在物体之外
C.重力在物体上的作用点,叫做物体的重心
D.中心就是物体内最重的一点
解析:质地均匀、形状规则的物体,它的重心即是几何中心,A项缺条件;有的物体,重心不在物体上,如钝角三角形、月牙形物体等。所以B错;重心不是物体内最重的一点,应是重力作用在物体上的作用点。
答案:C
例题4.人在跑步时,人的重心位置 (填“不改变”或“在变化”);人在高处时心慌害怕,往往蹲下来,主要使 降低。
答案:在变化,重心
例题5.质量为 3kg的铅球正在空中飞行,(若不计空气阻力)那么铅球只受到 力的作用,这个力的大小是 N,方向是 的,作用点在 ,施力物体是 。
答案:重,29.4N,竖直向下,球心(重心),地球
习题精选
1.关于物体的重心,下列说法正确的是:
A.物体的重心一定在物体上
B.任何物体的重心都在它的几何中心上
C.物体的形状发生改变其重心位置一定改变
D.物体放置的位置发生改变,重心对物体的位置不会改变
2.关于重心的说法,正确的是:
A.重心就是物体内最重的一点
B.物体的重心位置有可能变化
C.把一物抬到高处,其重心在空间的位置也升高了
D.背跃式跳高运动员,在跃过横杆时,其重心在身体之外
3.关于重力的大小,以下说法正确的是:
A.悬挂在竖直绳子上的物体,绳子对它的拉力一定等于其重力
B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力
C.物体所受的重力与它的运动状态无关
D.向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的物体所受重力
4.重力是由于______而产生的,它的方向______,重力的作用点可认为作用在物体的______上。
5.质量为2kg的物体所受重力为_____N。
6.重9.8N的物体质量为________kg。
7.一块钢锭的品质是4t,计算它所受到的重力。
8.质量是50g的鸡蛋,重是多少牛(取g=10N/kg)
9.根据自己的体重,估算受到的重力的大小。
答案:
1.D
2.BCD
3.C(可以利用超重和失重对其进行解释)
4.地球的吸引,竖直向下,重心
5.19.6
6.1
7.=4×1000kg×9.8N/kg=39200N
注意:质量的单位必须用kg。
8.=50÷1000kg×10N/kg=0.5N
注意:质量的单位必须用kg。
9.根据自己的体重,估算受到的重力的大小。
提示:通常把重力的大小叫做重量。但是在日常生活中,人们习惯将质量称为重量,同学们应
扩展资料
不倒翁与重心
相信你一定玩过不倒翁吧?无论你使多大劲,它还是会倔强的恢复到站立的状态。水平放置的砖头,不论雨打风吹,总是稳稳地呆在原地。如果把它竖起来,一有风吹草动它就可能翻倒。这是因为砖头平放时,重心很低,接触地面的面积又很大。也就是说,它的重心较低,不容易翻倒。
如果你到过工厂,会发现许多机器设备的机座都比较大,也很沉,目的就是防止机器翻倒,增加机器的稳定性。往车或船上装货物时要先把重的东西放在底部。因为这样一来,整个车或船的重心较低,可以保证行驶的安全。
那么不倒翁为什么不会倒呢?一方面因为它上轻下重,底部有一个较重的铁块,所以重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圆滑,当它向一边倾斜时,它的重心和桌面的接触点不在同一条铅垂线上,重力作用会使它向另外一边摆动。比如,当不倒翁向左倒时,重心和重力作用线在接触点的右边,在重力作用下,不倒翁就又向又倒。当倒向左边时,重心和重力作用线又跑到接触点左边,迫使不倒翁再向左倒。不倒翁就是这样摆过来,又摆过去,直到因为摩擦和空气阻力,能量逐渐损失,减少到零时,重力作用线恰好通过接触点,它才不会继续摆动。
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