1.2 重力
一、教学目标
1、知道重力是地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的.
2、知道重力的大小和方向，会用公式G=mg计算重力.
3、知道重力的概念及确定方法.
4、知道等效法在建立重心概念中的应用.
二、重点难点
重点：重力的大小和方向.
难点：物体重心的确定.
三、教学方法
通过演示、观察知道①重力的方向②用测力计测量重力③重心的确定.
四、教具
弹簧秤、台秤、砝码、钩码、不同形状的薄板（带有悬线）.
五、课时：1节
六、教学过程
(一) 重力
1、重力的产生：地球上一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球的吸
引而使物体受到的力叫做重力.重力的施力物体是地球.
重力的方向
演示1：用绳子悬挂物体时，观察绳子的方向——竖直下垂.
演示2：让物体由静止开始下落，观察物体下落的方向——竖直下落.
结论：重力的方向是竖直向下的（与水平面垂直）.
讨论：能不能说成是“垂直向下”？不能.因为平面不同，其垂直向下的方
向也不同，但重力的方向只与当地水平面垂直，即竖直向下.
重力的大小
（1）重力的大小可以用弹簧秤测出
（2）用弹簧秤悬挂（课本图1-2甲）或支持（课本图1-2乙）物体，当物体静止时对弹簧秤的拉力或压力，大小等于物体受到的重力.
（3）用二力平衡和相互作用原理讨论上面的结论（学生讨论）:为什么要以“静止时”作为前提？匀速运动行不行？变速运动呢？为什么说“大小等于”？能不能说“就是”？
（4）运用重力G跟质量成正比的关系式G=mg计算重力.式中g=9.8N/kg.
(二) 重心
1. 一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.
2. 引入重心概念之后，研究具体的物体时，就可以用一个有质量的点来代替.
3. 重心的确定
(1) 质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关，有规则几何形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上；
(2) 质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内 质量的分布有关；
(3) 物体重心的位置，可以在物体上，也可以在物体外，例如均匀球体的重心在球心处，而圆环的重心就不在环上，而在圆环的几何中心处;
(4) 悬挂法确定薄板的重心.（演示）
依据：二力平衡原理.（学生讨论）
(三) 课堂练习
课本练习一（3）
(四) 课堂小结：
产生：由于地球的吸引
重力 大小：G=mg
三要素： 方向：竖直向下
作用点：重心（由物体的形状和质量分布确定）
（五）作业与思考
1．演示：双锥体“往上爬”。请大家仔细观察并揭秘。
轨道低端窄，双锥体的重心高；轨道高端宽，双锥体的重心低。表面看来双锥体由A端释放，会自动地向较高的B端“爬升”。实际上仍是从重心高处向重心低处滚下来。
2．用一个手指支持铅笔的一端使铅笔直立而不倒不易做到，而把铅笔换成一根教鞭，小头立在手指上，就比较容易做到使其不倒，你知道其中的道理吗？去查一查有关资料。
五、说明
1．重力及其三要素在初中已经学过，从知识上讲，本节内容很容易掌握，属于复习性质的课，也可以安排学生自学。
2．重心概念的建立，渗透了“等效代换”的物理方法，对于以后学习“力的合成、分解”等有着十分重要的意义。
3．注意指导学习阅读教材。请学生自己找出课文中的关键词，并加以讨论，加深理解。使学生从一开始就注意到如何阅读教材，逐渐养成认真读书的好习惯。
4．介绍“欹器”，增加“双锥体”和“模拟铁锹”的演示，可以引起学生的兴趣，激发他们去查找资料，培养自学能力，学习更多的知识，从而体会到，解决一个实际问题，需要多方面的知识和能力。
?
力?
? 一、教学目标
1．知识目标
(1)知道力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而存在；能正确找出受力物体和施力物体。
(2)知道力是有方向的量；知道力的国际单位是N(牛顿)；会用弹簧秤测量力的大小。
(3)会画力的图示。
(4)知道力的作用效果是使物体发生形变，改变物体的静止或匀速运动状态。
(5)初步知道力的名称可按力的性质来命名或按力的作用效果来命名。
2．能力目标
通过力的图示，体会用形象描述抽象的物理概念(量)的方法。
通过指明受力物和施力物来体会如何挖掘“力是物体对物体的作用”的内涵。
二、重点、难点分析
“力是一个物体对另一个物体的作用”。准确把握这一力的初步概念，是本节的重点内容。力的物质性体现在：没有脱离物体的力存在，一个孤立的物体也不存在力的作用，即有受力物体必有施力物体。在这里，不宜提有作用力就有反作用力；也不宜举沿斜面下滑的物体不受下滑力的例子。
力的图示是本节的难点，应通过一定的练习来把握。虽然把物体“用一个点代表”，也不要过早地提出“质点”的概念。
三、教具
磁铁、小铁块、细线；弹簧秤、钩码(学生用，2人一组)；刻度尺、圆规。
有条件地可利用投影设备，并准备相应的作力的图示的投影片或实物投影图。
四、主要教学过程
(一)引入课题
我们在初中学习了力学知识、热学知识、电磁学知识和光的知识，到高中还要进一步学习这些知识。上节课已经提到，无论从内容要求、学习方法和能力要求都要深化。
我们初中所学力和运动、功和能都属于力学知识，其中力和物体运动的关系又是重点和基础。无论是力和运动的关系，还是功和能和关系，都是研究力的作用效果，因此准确把握力的概念是非常重要的，我们的第一章就讨论力。
(二)教学过程设计
第一章? 力
一、力
提问：什么是力？
1．力是物体对物体的作用。
演示：用细线使放在桌上的钩码上升。
引导答出：细线对钩码施加了力。
演示：磁铁吸引铁块。
引导答出：磁铁对铁块施加了作用力。
提问：再举出物体对物体的作用力的实例，要求说出哪个物体对哪个物体施加了力。
(对学生举出的目前不好说明的实例，不要过多分析，可指明以后会涉及。)
小结：力是一物体对另一个物体的作用。
这里指出了力的物质性，没有脱离物体而存在的力，一个孤立的物体不会存在力的作用。也就是说，有受力物体，一定有另一个物体对它施加力的作用。力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的。
当我们研究某一个物体受力时，有时不一定指明施力物体，但施力物体一定存在。
(例如说物体受重力，其施力物体是地球)
提问：力是有大小的，力的大小用什么来测量？在国际单位制中，力的单位是什么？符号是什么？
提问：仅说一个力多大(是多少N)能不能完整地表达了这个力？
引导学生答出力是有方向的物理量。(力的作用点)
2．力的大小和方向
(1)力的大小用弹簧秤来测量。单位是N(牛)。
(2)力是有方向的物理量。
提问：物体受的重力方向是____；水里的船受到的浮力方向是____。
(3)力的图示。为了形象地表达一个力，可以用一条带箭头的线段(有向线段)来表示：
线段的长短表示力的大小；
箭头指向表示力的方向；
箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便，常把物体用一个点代表)。
例1? (教师做)：卡车对拖车的牵引力F的大小是2000N，方向水平向右，作出力F的图示。
步骤：选一标度(依题而定其大小)：如用1cm长的线段表示500N的力。
从力F的作用点O向右水平画一线段四倍于标度(4cm)，然后画上箭头(图1)：
例2? (学生做)：作出下列力的图示：(可同时出三个题，全班分三组，每组做一个题，并分别选一个学生在黑板上做。)
①物体受250N的重力。
②用细线拴一个物体，并用400N的力竖直上提物体。
③水平向左踢足球，用力大小为1000N。
答案：
说明：①选不同标度(单位)，力的图示线段的长短可不同；
②标度的选取要有利于作图示。
提问：上述三例的受力物体和施力物体分别是什么？
提问：回忆初中所学过的知识。力的作用效果是什么？
3．力的作用效果是使物体发生形变；改变物体的运动状态。
(可利用已有的弹簧秤等演示，总结上述两方面效果。)
今后我们将定量地研究力的作用效果。
小结：力不但有大小，而且有方向。大小、方向和作用点常称为力的三要素。
力的图示是形象地表述一个力的方法，不要忘记定标度。力的图示要正确反映力的三要素。
提问：说出不同力的名称。
(学生边答，教师边在黑板写出，并有意识地分成两类：按性质命名的力和按效果命名的力。)
总结：
4．力的分类
按性质命名的力：重力、弹力、摩擦力、分子力、电力、磁力，等等。
按效果命名的力：拉力、压力、支持力、动力、阻力等。
(浮力、向心力都是按效果命名的力，而且是合力，不宜过多说明。)
不同效果的力可以是同一种性质的力。如绳子的拉力、车轮的压力、路面的支持力，实际上都是弹力。
按效果命名的同一名称的力，可能是不同性质的力，如动力、重力、弹力、摩擦力、电力、磁力都可以是动力。
上述关于力的分类，还要在不断学习中扩展并深化。
在力学范围内，接力的性质划分，常见的有重力、弹力和摩擦力。为了学好力学，首先要从产生、方向及作用效果上认清这三种力。下面几节就分别在复习初中知识的基础上，进一步介绍这三种力。
(三)课堂小结
力是物体对物体的作用。
力不但有大小而且有方向。大小、方向和作用力是力的三个要素。
要会力的图示，它体现物理学的研究方法。
要会从性质和效果两个方面区分力。
(四)板书
第一章? 力
一、力
1．力是物体对物体的作用。
2．力的大小和方向
力的单位：N(牛)，大小用弹簧秤测量。
力不但有大小，还有方向。
力的图示：标度
3．力的作用效果。
4．力的分类
按性质分：
按效果分：
?
重力
一、教学目标
1．物理知识方面的要求：
(1)知道重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力；
(2)掌握重力的方向和大小，掌握重心的概念，会求质量分布均匀且形状规则物体的重心；
(3)知道万有引力的大小与物体质量及物体间距离的定性关系。
2．通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾，概括出重力的产生、方向及大小与什么有关，培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯。
3．通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法。
二、重点、难点分析
1．“重力的大小跟物体的质量和g值有关”是本节的重点，g值恒定是有条件的。
2．“重心”的概念是本节的难点。“重心”是为了研究问题方便而引入的，它是物体每一部分所受重力合力的作用点，而力的合成以后才学到。
三、教具
1．演示重力和质量的关系
弹簧秤(悬挂式、台式两种)、铁块及外表相近的铝块(均用相同颜色油漆涂饰外表)、钩码(50g×10)。
2．演示重心
(1)重心板(直角尺状、三角板——有悬线)；
(2)起重机重心变化的CAI课件；
(3)“欹器”——录像片；
(4)“双锥体”及配套支架；
(5)“铁锹”模型——纸管一端缠有金属丝，剪刀、天平。
四、主要教学过程
(一)引入新课
这里有两个物体，请同学来描述一下它们有什么不一样，最显著的不同是什么？
用手掂一掂，或弹簧秤称量一下，发现它们不一样重。这里的“重”是我们的感受，或是测量的结果，这说明这两个物体受到的重力不同。
现在我们来学习第二节：重力
(二)教学过程设计
1．重力是怎样产生的
地球上的一切物体都受到地球的吸引，(水会自动从高处流向低处，抛出的物体会落回地面)重力是由于地球对物体的吸引而产生的力。
明确：地球上物体受到重力，施力者是地球。物体都有质量，只要在地球的引力范围之内，物体就会受到重力作用。
2．重力的方向和大小
(1)请同学回答：根据什么说“重力的方向是竖直向下的”？
观察：由静止释放的物体(粉笔头)沿竖直方向下落；悬挂在细绳下的物体静止时，绳沿竖直方向——由二力平衡和重力沿竖直方向向下。
如果有同学问“纸片飘飘落到地上，并不是竖直下落的，怎样解释？”答：飘忽不定是因为空气阻力的作用，如果没有空气阻力，纸片也是竖直落下的。以后我们还会做这个实验的。
指出几点：
①竖直方向也叫重锤线方向，也就是与水平面相垂直的方向，因此，不宜把竖直方向说成“垂直”方向；
②“向下”是相对于地面上的观察者来说的，对于地球另一端的观察者，其“上”、“下”指向刚好与我们相反。
(2)重力的大小跟物体的质量成正比。
①重力的大小可以用弹簧秤来测量(原理：二力平衡)；
②实验：重力的大小跟物体的质量成正比
G＝mg
指导阅读教材第11页第1段：“在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力也等于物体受到的重力。”找出关键词并加以理解。
“静止”：演示细线悬挂重物加速上升时线被拉断——重物对悬线的拉力大于重力；台秤加速下降时，示数小于物重——被称物体对支持面的压力小于重力。
“竖直”悬绳(或“水平”支持物)：
“等于”：只是数值上相等。重力施力物是地球，对绳的拉力(或对支持物的压力)施力者是该物体，以后还会学到其它区别。因此将“等于”二字换成“就是”二字是不妥的。
3．重心
物体的每一部分都受到重力作用，为了研究问题方便，从效果上看，我们可以认为物体受到的重力集中作用在一点，这一点叫物体的重心。
“认为”：重心的概念是人为引入的。
“从效果上看”：等效代换的思想，即在处理某些问题时，如果想象把构成物体的全部物质压缩成一个点集中在重心处，将不影响研究的结果。
(1)质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。
演示：均匀直棒的重心在中点；均匀三角板的重心在三条中线的交点。
均匀球的重心在球心，均匀圆环重心在圆心。
回顾：初中学过，可以用悬挂法找物体的重心。演示：重心板实验。
物体的重心不一定是物体上的一个点(如圆环、直角尺等)。
(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置还跟质量的分布情况有关。如：一把铁锹的重心在靠近鍬头的一侧。演示“模拟铁鍬”的重心。问：如果从重心处切开，哪头重？同学回答并用杠杆平衡解释支点在重心处时“铁鍬”的平衡。最后用剪刀剪开“铁鍬”，两段各放在天平两盘中，验证一下。
演示：起重机的重心，随着提升重物的质量和高度而变化——CAI课件。
重心随重物质量增大而前移，随提升高度增大而上移，重心快超出支面时发出报警声。
放录像：欹器。
静止时向右倾斜，倒入一半水时处于正位，继续倒水，重心向左上方移动，倒满水则倾覆。——“满则覆，中则正，虚则欹”。
(3)重心的实用意义
重心的高低和支面的大小决定物体的稳定程度。(可阅读《读本》第一册第六章第六节)
计算势能，用到重心的概念。
4．万有引力
(1)地球对它周围的物体有吸引作用。
牛顿从苹果落地联想到地球与月球之间、行星与太阳之间、任何两个物体之间都有相互吸引的力，这种力叫万有引力。
(2)万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。
(3)物体的质量越大，万有引力就越大；物体间距离越大，万有引力就越小。(定量关系将在以后学习)
由于一般物体的质量不大，它们之间的万有引力极其微小。例如两个直径1m的铁球(质量约4 100kg)靠在一起时，它们间的万有引力约为1.1×10-3N。
天体的质量很大，因此天体间的万有引力十分巨大。例如地球和太阳之间的万有引力大约是3.6×1022N，它足以拉断直径9×103km的钢柱。
(三)课堂小结
1．重力是地球对物体的引力所产生的。从本质上讲，重力属于万有引力，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。一般来说它们的大小和方向都有差别，但差别甚小。
2．物体在其它星球上受到星球的吸引也产生相应的重力。通常不加说明时，“重力”是指物体在地球上受到的重力。
3．重力的方向是竖直向下的；重力的大小与物体的质量和所在位置有关：G=mg。在地面附近不太大的范围内，可认为物质(质量一定)受到的重力是恒力。(计算表明：沿地表相距1800m的两点，重力的方向相差不到1′。)
4．重心是重力的作用点，重心不一定在物体上。重心位置与物体的质量分布和形状有关。
(四)作业与思考
1．课本p．13练习二。说明：第(1)题第③项中“运动”指沿地面不太大的范围内的运动。
2．演示：双锥体“往上爬”。请大家仔细观察并揭秘。
轨道低端窄，双锥体的重心高；轨道高端宽，双锥体的重心低。表面看来双锥体由A端释放，会自动地向较高的B端“爬升”。实际上仍是从重心高处向重心低处滚下来。
3．用一个手指支持铅笔的一端使铅笔直立而不倒不易做到，而把铅笔换成一根教鞭，小头立在手指上，就比较容易做到使其不倒，你知道其中的道理吗？去查一查有关资料。
五、说明
1．重力及其三要素在初中已经学过，从知识上讲，本节内容很容易掌握，属于复习性质的课，也可以安排学生自学。
2．重心概念的建立，渗透了“等效代换”的物理方法，对于以后学习“力的合成、分解”等有着十分重要的意义。
3．注意指导学习阅读教材。请学生自己找出课文中的关键词，并加以讨论，加深理解。使学生从一开始就注意到如何阅读教材，逐渐养成认真读书的好习惯。
4．介绍“欹器”，增加“双锥体”和“模拟铁锹”的演示，目的是引起学生的兴趣，激发他们去查找资料，培养自学能力，学习更多的知识，从而体会到，解决一个实际问题，需要多方面的知识和能力。
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