八年级下第七章第三节重力

第七章 第3节 重力教案教材分析重力是八年级物理第七章第三节的教学内容。“重力”是人们日常生活中最常见的一种力，是“力学”中的基础，在力学学习中有着广泛的应用，在对物体进行受力分析时，都必须先研究重力对物体的运动有无影响。重力的知识对压力、支持力、浮力等知识的学习非常重要，又是学习压强、功的基础。本节课由“重力的大小”“重力的方向”“重心”“重力的由来”四部分内容构成，分别从力的概念和力的三要素来认识重力。因此，重力在力学中处于基础的地位，是非常重要的一节课。学情分析学生在学习重力之前，已经学习了力的概念、测量等知识。重力是一种最常见的力，学生有着丰富的体验和感性认识。 这节课，知识点本身难度不高，可通过一系列问题情境和实验情境的设置，创设对话平台，促使学生主动交流、互动，激发学生积极思维，让学生利用大量的、具体的、感性的素材，从重力的大小、方向、作用点三个方面，感知重力、认识重力、描述重力。“重力方向”的认识对学生来说是难点，通过学生观察、实验、实践活动等环节的设置，使学生认识“竖直向下”的含义，为后续知识压强、功、机械效率的学习打下教学方法 探究法：通过学生的探究实验得出重力大小与质量的关系。 观察分析法：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。三维目标 知识与技能 1知道什么是重力，了解重力产生的原因，； 2知道重力的方向和重心的概念及重垂线的应用； 3知道重力的大小与质量成正比，并能用公式G=mg计算有关问题； 4经历重力大小与质量的关系探究，能对实验过程进行合理的分析和评估。 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通过探究重力和质量的关系，分析实验数据，学习信息处理的方法。培养学生初步的分析、概括能力，实验能力和利用数学模型解决物理问题的能力； 情感、态度与价值观 1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；， 2培养学生的交流意识、团队协作精神以及实事求是的科学态度和勇于创新的精神。课时安排 1课时教学准备 钩码、弹簧测力计、重垂线、木球、投影仪。教学过程导入新课 实验演示导入 教师演示实验： (1)将一只布球举到一定的高度让其自由落下。 (2)把一只布球斜向上抛出，观察其运动路线。 (3)让一只布球在桌子上上沿直线运动，滚到桌子边后落向地面，观察其运动路线。 学生观察并思考问题：在演示的几种情况中，球的运动有什么共同之处呢？产生这些现象的原因是什么呢？ 归纳总结：不论球的运动状态如何，它最终都落回了地面。产生这种现象的原因是球运动过程中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。它们都受到一个向下的力，这个力是由于地球的吸引力而产生的重力。 情景导入 多媒体展示生活中的图片：熟了的苹果向地面下落，美丽壮观的瀑布，刺激的蹦极游戏教师引导提问：苹果，水，蹦极的人最终为什么也都落向地面？学生回答：因为他们都受到一个向下的力教师总结：这个力也是由于地球吸引而产生的，我们把它叫做重力。由此可见重力与我们的生活息息相关，我们的生活和学习都离不开重力。推进新课 一、重力的大小 1重力的概念：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。通常用字母G表示，地球附近的物体都受到重力的作用。 2生活中常把物体受到的重力简称物重，重力的大小叫做重量。有的物体所受的重力比较大，有的物体所受的重力比较小。 3引导提问：物体的重力大小可能跟什么物理量有关？又是什么关系呢？ 让学生大胆猜想，把所有可能的情况都说出来。 物体的体积；物体的质量；物体的形状；物体相对地面的位置；物体的密度等等。 学生再说出自己猜想的理由、事实依据。（注：物体的重力大小跟它相对地面的位置关系到高中去学习） 教师归纳总结：当我们拿一杯水和一桶水的时候会感觉一桶水重，那就说明可能跟质量有关。 4实验探究：探究重力的大小跟质量的关系 学生分组按如图进行实验探究，每个钩码质量都是50 g，把钩码逐个挂到弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，记录在表格中。(1)需测的物理量：物体质量、物体所受重力的大小。(2)实验器材：弹簧测力计、钩码一盒。(3)实验步骤和记录。步骤要求：用弹簧测力计测出对应钩码的重力。认真做好实验，准确记录数据。对收集的实验数据进行简单比较，发现数据间的关系特征。从大量实验数据中归纳总结规律。 物体 A B c D E F 质量( kg) 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 重力(N)重力质量( N/kg) 充分全面观察实验数据，算一算G与m的比值，画出重力与质量关系的图象。各学习小组实验完毕，相互交流实验数据和画出的图象。 此实验的关键是：要选精确度较高的弹簧测力计。要正确使用弹簧测力计。要在竖直方向测重力。 5实验结论：物体所受的重力与其质量的关系： 物体的质量越大，重力也越大。物体所受的重力与质量的比值相同。物体所受的重力跟它的质量成正比。 学生交流G与m的比值，分析这一比值有所不同的原因。 教师引导说明：科学家们所做的大量实验表明，这个比值约是9.8 N/kg，即g-9.8 N/kg。 因此，=g或G=mg 符号的意义及单位：G表示重力，单位为牛顿(N)；m表示质量，单位为千克(kg)。 其中g=9.8 N/kg表示的意义是：在地面附近质量为1 kg的物体受到的重力为9.8 N。 严格地讲，g的数值不是恒定的，随地理纬度和海拔高度的改变而改变。 向学生说明g的单位可根据重力G(N)和质量m(kg)的单位得出：g=9.8 N/kg。在使用公式G=mg计算时，质量(m)的单位必须用kg，重力(G)的单位必须用N。说明：粗略计算时取g=10 N/kg。 同步训练 练习1：质量是2kg的水，重多少牛(取g=10 N/kg)? 问题引导：重力和质量的区别和联系有哪些？ 归纳总结后展示课件： 重力 质量 符号 G m 定义 由于地球的吸引 而使物体受到的力 物体所含物质的多少影响因素物体所受的重力随不同位置g的变化而变化质量是物质的属性，与其他因素无关方向竖直向下没有方向单位牛顿(N)千克(kg)测量工具弹簧测力计天平、台秤、杆秤等联系 G=mg例题巩固 重29.4 N的铜块，能否用最大量程是500 g的天平称它的质量？ 分析：这道题目可从两个方面入手：一是通过m=：旦，求出铜块的质量，与天平的量程500 g进行比较，若m500 g，故不能用最大量程是500 g的天平去称该铜块的质量。 解法2：根据G=mg=0.5 kg9.8 N/kg=4.9 N，小于29.4 N，所以，不能用该天平去称该铜块的质量。 在计算过程中要注意各个物理量单位的统一，公式G=-mg中，m的单位要换算成kg 二、重力的方向 实验探究：将小球悬挂在铁架台的横杆上，待球静止时，在图上画出球静止时细线的位置。然后将铁架台倾斜一个角度，在图上画出球静止时细线的位置。 两图中细线都平行于竖直方向，这说明什么？ 观察分析：当小球静止时，细线都平行于竖直方向。这表明重力的方向总是竖直向下。重力的方向可由铅垂线确定，总与当地的水平面垂直，但不可说成垂直向下，因为平面不同，其垂直向下的方向也不同。重力的方向不受其他作用力的影响，与运动状态也没有关系。 结论：重力的方向是竖直向下的。 重力的方向的应用：悬挂物体自由下垂的线称为铅垂线。铅垂线在生活和生产上有着广泛的应用。（课件） 如图所示，利用铅垂线可以检查墙砌得是否竖直。 学生分析其原理，教师总结：如果铅垂线和墙壁是平行的，说明墙壁竖直，如果铅垂线和桌面、窗台是垂直的，则说明桌面、窗台是水平的。 学生自主活动：用手中的铅垂线校准墙壁是否竖直（看铅垂线是否与墙壁平行），窗台、桌面是否水平。 引导提问：重力的方向是竖直向下的，能给人类造成危害吗？举例说明。如何避免重力给人类造成危害？学生讨论。回答：重力能给人类造成危害。例如：地震时房屋倒塌会把人压伤。为了避免地震给人类造成危害，要经常收看地震预报。 阅读课本Pll想想议议思考图7.3-5中“下”指的是什么方向？（播放课件） 学生讨论后，明确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。 提出问题，学生思考：重力的方向总是“竖直向下”，为什么不能说成“垂直向下”？ 学生分组交流思考： “竖直向下”指垂直于水平面向下，而“垂直向下”是指垂直于某个面向下，这个面不一定是水平面。如果这个面是斜面（如图所示），这时竖直向下和垂直向下就是两个不同的方向。所以，我们不能把重力方向说成“垂直向下”。例题巩固关于重力的方向，下列说法正确的是( )。 A.物体放在斜面上，物体所受重力的方向垂直指向斜面 B物体放在支持面上，物体所受重力的方向垂直指向支持面 C在任何情况下，物体所受重力的方向总是垂直向下 D在任何情况下，物体所受重力的方向总是竖直向下 解析：解答本题的关键在于正确区分“竖直向下”和“垂直向下”。竖直向下是指垂直于水平面向下，而垂直向下是垂直于某个平面向下，这个平面不一定是水平面，可能是斜面，这时竖直向下争垂直向下就是两个不同的方向了。只有当物体放在水平支持面上时，竖直向下与垂直向下的方向才是一致的。重力的方向总是竖直向下的，“总是”指在任何情况下都不变，故选项D是正确的。 答案：D 三、重心 1先做一个小实验，请同学们把直尺放在手指上并且让它们能静止不动。实验结束后教师提问：是不是随便怎么放，直尺都可以在手指上静止不动。 学生回答不是，对一样东西总是有一个固定的位置。 这个实验告诉我们，物体受到的重力可以看成集中在一个点上，如果这个点正好在手指中间的位置，物体就可以不掉下来，这个点是重力在物体上的作用点，我们叫它重心。所以重心就是重力在物体上的作用点。 2教师说明：把重力作用集中于物体上的一点（重心），效果不变，却使重力问题简化。这种方法称为等效法。重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。 3如何找物体的重心？ (1)质量分布均匀的物体，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，它的重心在它的几何中心。（课件） 练习：找出正方体、球体、均匀的木棒的重心。 (2)质量分布不均匀的物体，重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关；运用二次悬挂法找重心。（课件） 4物体的重心一定在物体上吗？物体重心的位置，可以在物体上，也可在物体外，例如光盘 5重心的位置与物体所在位置及放置状态和运动状态无关，但一个物体内质量分布发生变化时，其重心的位置也发生变化。如一个充气的篮球，其重心在几何中心处，若将篮球内充入一半体积的水，则球（含水）的重心将下移。 6播放（课件） 现在请同学们看一下“不倒翁”，扳一下，看它怎样运动，为什么它不倒，它的重心有什么特点？ 学生分析总结：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。学生举出日常生活中类似的事例。如：落地电风扇有一个很重的底座等等。 四、重力概念的由来 情景创设：1665至1667年间，一天傍晚，牛顿坐在苹果树下乘凉，一个苹果从树上掉下来。他忽然想到：为什么苹果只向地面落，而不向天上飞呢？（课件） 实验演示： 请同学们用一根细线拴住自己的橡皮做图7.3 -8所示的实验（课本图7.3 -8模拟引力），说说你的感受。（课件） 引导提问：(1)橡皮为什么没有飞出去？ （学生通过自己的观察得出原因：有绳子的拉力在拉着橡皮） (2)同样的，图中月亮在绕地球做类似的运动，为何不会飞走？ （学生思考：那肯定在地月之间也有一个类似绳子拉力的力在束缚着月亮） 归纳总结：牛顿认为，地球和月亮之间存在相互吸引力。 有哪位同学知道有关牛顿对这方面的研究？（鼓励有这方面知识的同学发言） 总结：牛顿认为地面上的物体受到地球的吸引力与地球和月亮之间的吸引力是同一性质的力，从而发现万有引力。 引导提问：怎样描述万有引力的大概内容？ 学生可分组议论结论：“宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在相互吸引的力，这就是万有引力”。五 失重通过视频观察失重状态下我们的生活是怎样的，激发学生学习物理的兴趣课堂小结1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，符号G 2.重力的大小：物体所受的重力与物体的质量成正比。 G=m g G重力牛顿（N） m质量千克(kg) 3.重力的方向：竖直向下 4.重力的作用点：重心 5.万有引力：宇宙