8.2 重力力的示意图 导学设计
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文档简介
教
材
解
读
重力在力学领域中有广泛的应用，在对物体进行受力分析时，必须先研究重力对物体的运动有无影响。重力是以后学习压强、浮力、功等知识的基础，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。对于重力概念要从它的大小、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。
用如何简捷地表示重力引出作力的示意图的方法，再从力的示意图的画法和作图要求引出“力的三要素”的概念。如何画力的示意图是本节的重点，在教学处理上，应详细介绍“点”“线”和“箭头”的意义及作图的规范步骤和作图要求。
教
学
目
标
知识与技能
1.了解重力的定义，知道重力的方向、大小及作用点。
2.知道重力大小与质量的关系及探究方法。
3. 能够作出简单的力的示意图。
过程与方法
1.在搜寻大量事实的基础上，通过分析、设计实验、讨论等方式了解重力。
2.经历探究重力大小与质量的关系的过程，培养研究探索的能力 。
情感、态度与价值观
激发学生对科学探究的兴趣，培养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。
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，不要用教师的演示实验代替；这个探究的重点可突出“猜想”与“分析论证”两个要素。
难点：1.重力的方向。该知识点的认知误区在于学生常常把重力方向误认为与接触面垂直，将“竖直向下”与“垂直向下”混淆在一起，建议利用直角三角板作一条重垂线，改变三角板的摆放方式，观察重垂线的方向。
2.力的示意图。在物理学习中，常常把有关的现象和过程用图像来表现，比如光学中的光路图等。教学中教师一定要明确作图要领，注意培养学生的识图和画图技能。
合
作
探
究
探究课题：探究重力的大小与什么因素有关？
进行猜想：重力的大小可能与①物体的体积；②物体的质量；③物体相对地面的位置；④物体的密度有关。
(说明：上面的几种猜想是学生根据已有的知识和生活经验提出的，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，记录在下面的表格中。
实验序号
钩码质量/kg
钩码重力/N
重力与质量的比值/(N·kg－1)
①
②
③
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。
学点1 重力
现象1：如图8－2－1甲所示，水总是从高处流向低处。
现象2：如图乙所示，苹果总是从树上竖直落到地面。
现象3：如图丙所示，撑竿跳时，运动员刚跳上去，又很快落回地面。
图8－2－1
分析与论证：通过上面的实例可知，地球对地球表面附近的一切物体都有吸引力的作用。
问题1：地球表面所有的物体都受到重力的作用，与物体处于静止状态还是运动状态__无__关，物体运动时与静止时所受重力是__一样的__。
问题2：重力是力的一种，它的施力物体是__地球__，受力物体是__地球附近__的物体。
问题3：重力是非接触力，抛出去的物体在空中__仍然__受重力作用。
学点2 探究重力大小与质量的关系
步骤1：如图8－2－2所示，把一个质量为100 g的钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码的重力，记录在表格中。
图8－2－2
图8－2－3
步骤2：用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个钩码的重力，并把结果记录在表格中。
钩码个数
1
2
3
4
5
6
7
8
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
重力G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.9
5.88
6.86
7.84
步骤3：以质量为横坐标，重力为纵坐标进行描点，连接这些点，这些点在一条直线上，如图8－2－3所示。
分析与论证：由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，即重力与质量成正比。在每次实验中，的值都等于一个定值，约为9.8 N/kg。
问题1：用弹簧测力计测重力时，要注意使弹簧测力计的轴线方向在__竖直方向__上。
问题2：本实验中，要等到钩码静止下来再读数，这样做的原因是：只有当钩码__静止__或__匀速直线__运动时，物体所受重力大小才等于弹簧测力计的__拉力__大小。
学点3 力的示意图
画力的示意图的作图步骤：
步骤1：先确定研究对象，即受力物体，并要弄清画哪些力。
步骤2：“三定”——定点、定方向、定长度。
a．定点：画出力的作用点，注意作用点的位置。
b．定方向：根据题目要求正确画出力的方向，有时要注意角度。
c．定长度：在同一个图中，如果物体受几个力的作用，在画这几个力的示意图时，力越大，线段应画得越长。
步骤3：“三标”——标箭头、标力的符号、标力的数值和单位。
a．标箭头：在线段的末端标上箭头表示力的方向。
b．标力的符号：压力、拉力、推力、支持力、弹力等都用字母“F”表示，摩擦力用字母“f”表示，重力用字母“G”表示。如果有几个力作用在同一物体上，用下标阿拉伯数字或文字来表示，如“F1”“F2”“F支”“F压”“F浮”等。
c．标力的数值和单位：在箭头的旁边标上力的数值和单位表示力的大小。
问 题：重力在物体上的作用点为重心，质地均匀、形状规则的物体的重心在它的__几何中心__上。物体的重心可以在物体上，也可以在物体外。
学点4 重力势能
问题1：__被举高__的物体具有能量，这种能量叫做重力势能。
问题2：__弹性势能__和__重力势能__是常见的两种势能。
材
解
读
重力在力学领域中有广泛的应用，在对物体进行受力分析时，必须先研究重力对物体的运动有无影响。重力是以后学习压强、浮力、功等知识的基础，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。对于重力概念要从它的大小、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。
用如何简捷地表示重力引出作力的示意图的方法，再从力的示意图的画法和作图要求引出“力的三要素”的概念。如何画力的示意图是本节的重点，在教学处理上，应详细介绍“点”“线”和“箭头”的意义及作图的规范步骤和作图要求。
教
学
目
标
知识与技能
1.了解重力的定义，知道重力的方向、大小及作用点。
2.知道重力大小与质量的关系及探究方法。
3. 能够作出简单的力的示意图。
过程与方法
1.在搜寻大量事实的基础上，通过分析、设计实验、讨论等方式了解重力。
2.经历探究重力大小与质量的关系的过程，培养研究探索的能力 。
情感、态度与价值观
激发学生对科学探究的兴趣，培养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。
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，不要用教师的演示实验代替；这个探究的重点可突出“猜想”与“分析论证”两个要素。
难点：1.重力的方向。该知识点的认知误区在于学生常常把重力方向误认为与接触面垂直，将“竖直向下”与“垂直向下”混淆在一起，建议利用直角三角板作一条重垂线，改变三角板的摆放方式，观察重垂线的方向。
2.力的示意图。在物理学习中，常常把有关的现象和过程用图像来表现，比如光学中的光路图等。教学中教师一定要明确作图要领，注意培养学生的识图和画图技能。
合
作
探
究
探究课题：探究重力的大小与什么因素有关？
进行猜想：重力的大小可能与①物体的体积；②物体的质量；③物体相对地面的位置；④物体的密度有关。
(说明：上面的几种猜想是学生根据已有的知识和生活经验提出的，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，记录在下面的表格中。
实验序号
钩码质量/kg
钩码重力/N
重力与质量的比值/(N·kg－1)
①
②
③
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。
学点1 重力
现象1：如图8－2－1甲所示，水总是从高处流向低处。
现象2：如图乙所示，苹果总是从树上竖直落到地面。
现象3：如图丙所示，撑竿跳时，运动员刚跳上去，又很快落回地面。
图8－2－1
分析与论证：通过上面的实例可知，地球对地球表面附近的一切物体都有吸引力的作用。
问题1：地球表面所有的物体都受到重力的作用，与物体处于静止状态还是运动状态__无__关，物体运动时与静止时所受重力是__一样的__。
问题2：重力是力的一种，它的施力物体是__地球__，受力物体是__地球附近__的物体。
问题3：重力是非接触力，抛出去的物体在空中__仍然__受重力作用。
学点2 探究重力大小与质量的关系
步骤1：如图8－2－2所示，把一个质量为100 g的钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码的重力，记录在表格中。
图8－2－2
图8－2－3
步骤2：用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个钩码的重力，并把结果记录在表格中。
钩码个数
1
2
3
4
5
6
7
8
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
重力G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.9
5.88
6.86
7.84
步骤3：以质量为横坐标，重力为纵坐标进行描点，连接这些点，这些点在一条直线上，如图8－2－3所示。
分析与论证：由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，即重力与质量成正比。在每次实验中，的值都等于一个定值，约为9.8 N/kg。
问题1：用弹簧测力计测重力时，要注意使弹簧测力计的轴线方向在__竖直方向__上。
问题2：本实验中，要等到钩码静止下来再读数，这样做的原因是：只有当钩码__静止__或__匀速直线__运动时，物体所受重力大小才等于弹簧测力计的__拉力__大小。
学点3 力的示意图
画力的示意图的作图步骤：
步骤1：先确定研究对象，即受力物体，并要弄清画哪些力。
步骤2：“三定”——定点、定方向、定长度。
a．定点：画出力的作用点，注意作用点的位置。
b．定方向：根据题目要求正确画出力的方向，有时要注意角度。
c．定长度：在同一个图中，如果物体受几个力的作用，在画这几个力的示意图时，力越大，线段应画得越长。
步骤3：“三标”——标箭头、标力的符号、标力的数值和单位。
a．标箭头：在线段的末端标上箭头表示力的方向。
b．标力的符号：压力、拉力、推力、支持力、弹力等都用字母“F”表示，摩擦力用字母“f”表示，重力用字母“G”表示。如果有几个力作用在同一物体上，用下标阿拉伯数字或文字来表示，如“F1”“F2”“F支”“F压”“F浮”等。
c．标力的数值和单位：在箭头的旁边标上力的数值和单位表示力的大小。
问 题：重力在物体上的作用点为重心，质地均匀、形状规则的物体的重心在它的__几何中心__上。物体的重心可以在物体上，也可以在物体外。
学点4 重力势能
问题1：__被举高__的物体具有能量，这种能量叫做重力势能。
问题2：__弹性势能__和__重力势能__是常见的两种势能。