人教版高中必修1物理3.1《重力-相互作用力》教学设计

教学内容（章节）
重力
基本相互作用力(第三章第1节)
课程类型
课时安排
班级
教学目标：知识与技能1.了解力的概念，知道力的三要素，能作出力的图示和力的示意图。2.了解重力的定义,
能够区分重力与万有引力，知道二者的关系。3.知道重力产生的原因，理解重力的大小及方向，知道重心的概念。4.初步了解四种相互作用的特点和作用范围过程与方法1.通过动手实验探究力的性质，体验力的作用效果。2.通过悬挂法确定物体重心，体会动手动脑学习物理的探究过程。3.通过重心概念的学习，渗透“等效替代”的物理学习法。情感态度与价值观1.过介绍四种基本相互作用的研究历史，引发学生对科学的好奇心。2.从生活中学习物理，用物理解决生活实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。
教学重点、难点：重点：1.区分性质力与效果力。
2.画力的图示和力的示意图。
3.重力的定义，大小和方向和作用点。难点：1.万有引力与重力的关系。
2.重心的概念，重心位置的影响因素，确定物体重心的位置，以及掌握“等效替代”的学习方法。
教
具：多媒体、薄纸片
教学方法：讲授法
教学进程（不够请附页）：一、激情导入，引入新课【教师活动】同学们，早上好！前面两章我们已经学习了运动学的知识，这节课开始，我们要学习力学的知识。在初中我们就已经接触过力的概念，相信同学们对此并不陌生，但是初中的知识是不完善不全面的，因而通过这章的学习，我们对力学的学习将更加深入。在力学中，力的概念是整个力学的基础,物体发生形变和物体运动状态发生变化均离不开力。那么，请同学们回忆一下力的定义是什么？(暗示他们在书上寻找)【学生活动】回答：物体与物体之间的相互作用。【教师活动】很好，从这个定义出发，我们可以总结出力的两个特点。力是物体与物体之间的，说明力具有物质性。什么叫做物质性？就是说一个力的产生必定有施力物体和受力物体，比如说，我用手推桌上的粉笔盒，使之运动，谁是施力物体，谁是受力物体？【学生活动】回答：手是施力物体，粉笔盒是受力物体。【教师活动】这就是物质性，这是力的第一个特点。另外，力既然是相互作用，那么它就有相互性。一个力不可能单独存在，如果你发现了一个力，必定有一个力与之相对应，我们称之为作用力和反作用力。举个简单的例子，我推黑板的同时，我人要向后退，为什么？因为我在推黑班的时候给黑板一个推力，黑板也给我一个推力，所以我向后退了。因此我们可以说，力总是成对出现的，并且这一对力的性质是相同的。到这里可能有同学有疑问了，力的性质又是什么？力的性质是指力的产生条件，力的特点，作用力与反作用力产生的条件和特点是一样的。换一种说法，如果我们说两个力的性质不一样就是说它们的表现形式是不一样的。各种力的性质不同，为力的分类提供了一种依据。根据力的性质不同，我们可以将力分为重力、弹力摩擦力等等。重力弹力摩擦力这三个力我们将在以后着重学习。关于力的分类，还有一种分法，就是根据力的作用效果分，具体可以分为阻力、动力、向心力、浮力、压力、支持力等等等等。有同学说，太麻烦啦，力的分类又要根据性质分，又要根据效果分，还这么多，记都记不住，有没有简单的分类方法？有！科学家认识到自然界存在四种基本相互作用。展示图片：第一种，万有引力，这是一种相互吸引的力。图片中万有引力将行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系。万有引力存在于一切物体，就好比我和你们之间也有万有引力，不过这个力太小了我们感受不到。地球对我们也有万有引力，是我们站立在地面上而不是飘在空中。第二种，电磁相互作用。这种作用一般存在于电荷和电荷之间，还存在于磁体与磁体之间。我们很熟悉的“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”就是由电磁相互作用引起的。第三种是强相互作用，它的作用范围很小，只有m，这种相互作用力存在于质子和中子之间，像氢弹就是利用了强相互作用。最后一种，弱相互作用，它的作用范围和强相互作用一样，但强度只有强相互作用的倍。讲完这四种相互作用，关于力还要说明一点的是，在初中学习过，我们知道力的图示有三要素，分别是哪些？【学生活动】回答：力的大小、方向、作用点。【教师活动】对，同学们说的很对。但在以后的学习中，特别是在以后学习受力分析时，我们一般只画力的示意图。力的示意图要求更加简单，只要画出力的作用点和方向即可。展示图片：在自然界中，各种物体之间存在多种相互作用，那现在请同学们来仔细观察一下这两张图片，想一想这两张图片中的物体将会怎样运动。【学生活动】观察图片。【教师活动】提问。【学生活动】回答：瀑布下落。人也会下落。【教师活动】提问：对，根据我们日常生活的经验，它们都会下落。那现在老师手中有一根粉笔，举起静止在空中，等我松手，它会怎样运动？【学生活动】下落。【教师活动】演示：有同学回答他会下落，那现在请同学们仔细观察，它是怎么下落的？轨迹是直线还是曲线？【学生活动】直线下落。【教师活动】好，同学们观察到粉笔的运动轨迹是直线，也就是说，粉笔是竖直下落的，那么，为什么粉笔会竖直下落呢？粉笔刚开始是静止的，后来下落过程中明显有了一定的速度，说明速度在改变，速度在改变就是运动状态在改变，我们知道运动状态的改变离不开力的作用。那粉笔究竟是受到什么力的作用使得它竖直向下运动的呢？原来地面附近一切物体都受到地球的吸引，这种力就叫做重力。二、新课讲解【教师活动】首先，我们可以看出，重力产生的原因是由于地球的吸引。那我要问同学们，物体在月球上会不会受到重力？在太阳上呢？【学生活动】思考。【教师活动】答案是肯定的，展示图片：1960年美国宇航员阿姆斯特朗登月后做了一次自由落体实验，在月球上将小锤和羽毛释放，可以发现也是竖直下落的。其实，物体在月球上，在太阳上都是受到重力的。重力是由于引力引起的，这种引力就是前面讲到的万有引力。(画图分析)重力只是万有引力的一个分力，万有引力存在于一切物体，所以物体在月球上也会受到重力的。因此，书上对于重力的定义是不严谨的，重力是由于天体的吸引引起的。初中我们就已经学过，重力的表达式是G=mg。从这个表达式中我们可以看出什么呢？只要一个物体有质量，它在天体表面就受到重力。比如我手上的这根粉笔，现在被我握在手上，它受不受到重力？【学生活动】回答：受到。【教师活动】那我现在用力捏这根粉笔，它受不受到重力？【学生活动】回答：受到。【教师活动】对，它仍然要受到地球的吸引吧？这说明，物体受不受重力是与物体所受的外力是无关的。那我现在把这根粉笔扔出去，在粉笔落地的过程中，受不受到重力？【学生活动】回答：受到。【教师活动】粉笔在我手中的时候是静止状态，扔出去之后有了一定的速度，它始终受到重力，这说明物体受不受重力与物体的运动状态也是无关的。刚刚我们说粉笔从静止释放是竖直下落的，其实这也是重力的方向，重力的方向是竖直向下的。提问：能不能把方向改成垂直向下？【学生活动】思考。【教师活动】不可以，不可以啊。以斜面上的物体为例说明。那力的单位是牛顿。现在我们已经知道重力的大小和方向了，关于力的三要素，还缺什么？【学生活动】回答：作用点。【教师活动】对，重力的作用点是重心。我们在画力的图示的时候，将作用点画在重心。以正方体物快为例，画重力的图示。我们把重力的作用点画在重心，那是不是说只有重心受到重力？
【学生活动】不是。【教师活动】显然不是的，物块上的每一点都受到重力，把重力的作用点画在重心，只是将物体看成一个整体，认为重力集中在重心这一点。那么，重心如何找呢？对于形状规则，质量分布均匀的物体，其重心在几何中心。(以圆形铁丝为例)那对于形状不规则的物体呢？有一类特殊的物体，薄板类的物体，它的重心有一种巧妙的方法来寻找。这种方法是悬挂法。(以纸片为例)了解这种方法后，我要问问同学们，为什么能用悬挂法求解重心，为什么这两条线的交点就是重心呢？从重力的作用点和方向去分析。可能有些同学觉得奇怪，好像任何物体的重心都能用悬挂法求解出来嘛，为什么这里写只适用于薄板类？(以粉笔盒为例，作用线无法画出。)那重心的位置有什么特点呢？通过刚刚这几个例子，我们也能看到，重心可以在物体内，也可以在物体外。寻找重心对于受力分析特别是重力分析有重要作用，在生活中，我们也经常利用重心的变化。(以相扑为例)
板书设计：
3.1
重力
基本相互作用力一、力的概念1．物质性2.相互性
阻力二、力的分类
动力
重力
向心力1.按性质分
弹力
2.按力的效果分
浮力
摩擦力
压力
支持力…三、四种相互作用1.引力相互作用2.电磁相互作用3.强相互作用李4.弱相互作用力四、重力1.产生：由于地球的吸引2.表达式：G=mg
与外力、运动状态无关3.方向：竖直向下4.单位：N5.作用点：重心
质量分不均匀且形状规则：几何中心如何找
薄板类：悬挂法
重心分布：即可在物体内也可在物体外