《重力》教案(15篇)
作為一名專為他人授業(yè)解惑的人民教師,就難以避免地要準備教案,教案是保證教學取得成功、提高教學質(zhì)量的基本條件。那么什么樣的教案才是好的呢?下面是小編精心整理的《重力》教案,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
《重力》教案1
【難點精析】
1、孤掌難鳴說明了一個什么物理道理?
解析:本題考查應用力的基本概念解釋實際問題。鼓掌時,左右兩手互相拍擊,兩手均有感覺,并發(fā)出響聲,孤掌難鳴即一只手拍不響,說明了力是物體之間的相互作用,所以要理解力的概念,必須回到實踐中去,以所見事實為基礎,通過觀察思考,體會力的概念。
孤掌難鳴說明了力是物體與物體的相互作用,單個物體不能產(chǎn)生力的作用的道理。
2、被踢出去的足球,在空中飛行(空氣阻力不計)時受到幾個力的作用?
解析:被踢出去的足球在空中飛行,因為空氣阻力不計,它僅與地球有相互作用,只受到重力的作用。有的同學認為,足球還受到踢球的腳對它的作用。錯誤的原因在于對力的概念沒有理解好。因為力不能憑空產(chǎn)生,足球受腳對它的作用僅僅在于用腳踢足球的那一瞬間,一旦腳與球分離,球就不再受腳的作用了。所以分析物體是否受到某個力的作用,必須分析該時刻物體與其他物體的相互作用情況,不能把物體前一段時間里曾經(jīng)受到過的力,不加分析的套用到后一段時間里去。
【例題精析】
例1、下列關于力的說法中正確的是 ( )
A. 射出槍口的子彈,能打到很遠的距離,是因為子彈離開槍口后受到一個推力作用。
B.甲用力把乙推倒,說明只是甲對乙有力的作用,乙對甲沒有力的作用。
C. 只有有生命或有動力的物體才會施力,無生命或無動力的物體只會受到力。
D.任何一個物體,一定既是受力物體,也是施力物體。
解析:子彈在槍管內(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的強大推力,使子彈離開槍口時有很大的速度,但子彈離開槍口以后,只受重力和空氣阻力作用,并沒有一個所謂的推力,因為不可能找到這個推力的施力物體;故不存在,所以A錯。物體間力的作用總是相互的,甲推乙的同時乙也推甲,故說法B錯。不論物體是否有生命或是否有動力,它們受到別的物體作用時,都會施力,馬拉車時,車也拉馬;書向下壓桌子,桌子也向上推書,故C錯。由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的,找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體,所以每一個物體既是受力物體,又是施力物體,故說法D正確。
例2、關于重力的說法,正確的是 ( )
A. 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力
B.只有靜止的物體才受到重力
C.同一物體在地球上無論怎樣運動都受到重力
D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的
答案:CD
解析:重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的,地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生兩個效果:一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動;另一個效果即另一部分力才是重力,也就是說重力通常只是吸引力的一部分。重力只決定于地球?qū)ξ矬w的作用,而與物體的運動狀態(tài)無關,也與物體是否受到其他力的作用無關。
例3、如圖311所示,繩對物體豎直向上的拉力大小為150N,用力的圖示法表示拉力。
解析:畫力的圖示要嚴格按照以下步驟進行:
(1)選定標度。
(2)從作用點沿力的方向畫一線段,線段長短按選定的標度和力的大小畫。線段上加刻度,如圖甲所示從O點豎直向上畫一段3倍于標度的線段;
(3)在線段終點上加箭頭表示力的方向。為了簡便也可以照圖乙那樣不畫物體,而用質(zhì)點來表示物體,畫出力F的圖示。
例4、正誤判斷
A.物體受力的`作用,運動狀態(tài)一定改變。(錯誤)
B.物體運動狀態(tài)發(fā)生改變,一定是物體受到了力。(正確)
C.物體只有相互接觸才會產(chǎn)生力的作用。(錯誤)
D.甲把乙推倒在地,但甲并沒有倒下,說明甲沒有受到力的作用。(錯誤)
E.同一物體既可以是施力物體也可以是受力物體。(正確)
F.力的大小可以用天平測量。(錯誤)
G.找不到施力物體或受力物體的力是不存在的。(正確)
H.無生命的物體不能產(chǎn)生力的作用。(錯誤)
I.物體的重力總是大小不變的。(錯誤)
J.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。(錯誤)
K.重力的方向總是垂直向下的。(錯誤)
L.把物體從赤道拿到北極,物體的重力將增大。(正確)
M.在地球表面運動的物體,無論怎樣運動,總會受到重力的作用。(正確)
N.物體的重心一定在物體上。(錯誤)
O.形狀規(guī)則的物體,其重心一定在其幾何中心上。(錯誤)
P.細繩下吊一小球,細繩的拉力總等于小球的重力。(錯誤)
例5、一個被吊著的均勻的球殼,其內(nèi)部注滿了水,在球的底部有一帶閥門的細出水口。在打開閥門讓水慢慢流出的過程中,球殼與其中的水的共同重心將會( )
A.一直下降 B.一直不變 C.先下降后上升 D.先上升后下降
解析:在注滿水時,球殼和水的共同重心在球心,隨著水的流出,球殼的重心不變,但是水的重心下降,二者共同的重心在下降。當水流完時,重心又回到球心,故選項C正確。
【能力提升點】
1、重心位置的變化極限法
極限法就是設想物理過程、物理變化、物理現(xiàn)象或物理問題的本質(zhì)特征,使我們弄清其變化過程。這是一種極其重要的判斷重心位置變化的方法。極限法化難為易,化繁為簡,化抽象為直觀,便于把握事物的本質(zhì)特征。
2、四種相互基本作用
自然界中存在四種基本相互作用,它們分別是萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。
它們的基本特點是:萬有引力相互作用存在于一切物體之間,相互作用的強度隨距離的增大而減小;電磁相互作用是存在于電荷之間和磁體之間,它們的本質(zhì)是相同的,稱之為電磁相互作用;強相互作用和弱相互作用存在范圍很小,它們的作用范圍只有10-15m,但是弱相互作用的強度只有強相互作用的10-12。
自然界的這四種相互作用是近幾十年才發(fā)現(xiàn)的,許多科學家都認為這四種相互作用是一種相互作用不同的體現(xiàn)形式,也就是說有更為一般的一種相互作用就可以解釋自然界所有的力學現(xiàn)象了,這里面包括著名科學家愛因斯坦也支持這種說法,并且在晚年致力于統(tǒng)一場方面的研究但沒有成功。這也給我們同學們留下了需要研究的問題,希望有一天同學們能夠解決這個問題。
《重力》教案2
一、教學目標
1.知識與技能
(1)知道重力是如何產(chǎn)生的。
(2)知道重力的大小和方向。
2.過程與方法
(1)探究了解重力和質(zhì)量的關系。培養(yǎng)一定的實驗能力,利用數(shù)學模型解決物理問題的能力。
(2)了解重垂線及重心的應用,培養(yǎng)應用物理知識解釋簡單生活現(xiàn)象的能力。
3.情感態(tài)度價值觀
(1)了解生活實際中物理知識的應用,增強學習物理、學習科學知識的興趣。
(2)激發(fā)學生對于科學探究的興趣,養(yǎng)成與同學合作交流的意識,體驗利用知識解決問題的喜悅,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
二、教學重難點
1.教學重點:重力的概念及重力與質(zhì)量的關系。
2.教學難點:重力的方向,觀察分析明確重力的方向是豎直向下的,理解重心的概念。
三、教學準備:
鉤碼、彈簧測力計、重垂線、粗細均勻的木棒、方形薄板、木球、投影儀。
四、教學過程:
(一)導入
教師進行如下演示:
(1)將一只木球舉到一定的高度讓其自由落下。
(2)把一只木球斜向上拋出,觀察其運動路線。
(3)讓一只木球在講臺上沿直線運動,滾到講臺邊后落向地面,觀察其運動路線。
在演示的幾種情況中,球的運動有什么共同之處呢?不論小球的運動狀態(tài)如何。它最終都落回了地面。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是什么呢?球運動過程中運動狀態(tài)的改變是因為受到了力的作用,球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。這節(jié)課我們就一起來研究這個指向地面的力——重力的知識。
(二)新課講授
1.重力的概念
A.請同學們用一根細線拴住自己的橡皮,做如書中圖所示的實驗,說說你的`感受。
B.同學們是不是發(fā)現(xiàn)橡皮做圓周運動時需要用力拉著,松開手就會被甩掉。那為什么并沒有用繩把月亮拴在地球上,但是月亮總是不停地繞著地球旋轉(zhuǎn),這又是為什么?是不是地球上有某種力,像拉著橡皮的線一樣,在牽著月球呢?
[投影]蘋果落地和萬有引力。
引出萬有引力的概念:地球和月亮之間存在著相互吸引的力,這就是萬有引力(universal gravity),萬有引力是偉大的物理學家牛頓發(fā)現(xiàn)的,他是看到蘋果落地受到啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)了萬有引力。地面附近的物體也會受到地球的吸引,地面附近的物體由于地球的吸引而受到的力叫重力(gravity)。通常還把重力的大小叫做重量。
C.想一想、你還看到過什么現(xiàn)像是物體受到重力的作用而產(chǎn)生的。比如現(xiàn)在流行的蹦極、美麗的瀑布、蕩秋千等,還有課前的實驗,木球無論怎樣運動都最終落到地面,就是受到了重力的作用。
2.重力的大小
A.復習:同學們還記得力的三要素嗎?力的三要素是力的大小、方向、作用點。我們就先來研究重力的大小怎樣確定,它和什么因素有關呢?
B.思考并實驗:同學們可以先大膽猜想一下物體的重力和什么有關?然后可以參考教材中的提示,用實驗驗證自己的想法,然后交流實驗的情況。
誰知道重力用什么測量?怎樣測量?用彈簧測力計來測量重力。使用彈簧測力計時要先觀察量程和分度值,如果指標沒有指零還要先進行調(diào)零,然后將被測物體掛在彈簧測力計下方,物體靜止時,根據(jù)指針的位置讀出指示的值即為被測物體的重力。學生實驗,教師巡視指導,并參與學生的活動。
根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的重力與質(zhì)量關系的圖像是一條過原點的直線。
根據(jù)實驗結果,我們知道每一次測出的重力與其對應質(zhì)量的比值基本上是一個不變的值,這個比值大約是9.8。實驗結果說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。我們用G表示重力,g表示重力和質(zhì)量的比值,同學們實驗的結論就可以用一個公式表示。請大家自己表示出來,并想一想單位是什么。
g的單位可根據(jù)重力G(N)和質(zhì)量m(kg)的單位得出:g=9.8 N/kg。在使用公式計算時,質(zhì)量(m)的單位必須用kg。重力(G)的單位必須用N。粗略計算時,g的值可取10 N/kg。
(三)鞏固練習
1.一塊鋼錠的品質(zhì)是4t,計算它所受到的重力。
=4×1000kg×9.8 N/kg=39200N
注意:質(zhì)量的單位必須用kg。
2.質(zhì)量是50g的雞蛋,重是多少牛(取g=10 N/kg)?
=50÷1000kg×10 N/kg=0.5N
注意:質(zhì)量的單位必須用kg。
3.根據(jù)自己的體重,估算受到的重力的大小。
通常把重力的大小叫做重量。但是在日常生活中,人們習慣將質(zhì)量稱為重量,同學們應注意區(qū)別。
(四)小結
讓學生總結本節(jié)學習到了哪些知識。
1.地面附近的物體,由于受到地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物體是地球。
2.重力是一種常見的力,重力的大小跟物體的質(zhì)量到底是什么關系,我們可以實驗來研究一下。重力和質(zhì)量的關系曲線圖做出來。
我們研究發(fā)現(xiàn),重力和質(zhì)量成正比,用來計算大小,g=9.8 N/kg重力的方向是豎直向下的,重力的作用點叫重心。
(五)作業(yè):
找出身邊的重力現(xiàn)象,并使用所學知識嘗試出三道題。
《重力》教案3
【課 題】
【教 材】人教版九年級《物理》第十三章第二節(jié)《重力》教材
【授課教師】徐澤心
【教學對象】九年級學生
【學情分析】
1.認知特征:熱愛物理,思維敏捷。
2.背景知識:知道什么是力,對重力有感性的認知。
【教學目標】
1.知識與技能:
(1) 通過觀察分析日常生活的現(xiàn)象,知道重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,培養(yǎng)學生觀察、思維、聯(lián)系生活實際等能力;
(2) 知道重力的方向、重心,并學會找規(guī)則物體的重心;
(3) 通過實驗探 究,理解重力與質(zhì)量的正比關系,有初步的信息處理能力和初步的`分析概括能力;
(4) 能用公式 G = mg 計算有關的問題。
2.過程與方法:
( 1) 通過參與探究活動,讓學生學會制定簡單的科學探究計劃,能利用表格的形式收集實驗數(shù)據(jù);
(2) 通過分析實驗數(shù)據(jù),讓學生學會用比值處理數(shù)據(jù)的方法。
3.情感態(tài)度與價值觀:
(1) 通過觀察和實驗,使學生樹立以觀察和實驗的方法來研究物理問 題的思想;
(2) 通過聯(lián)系生活實際,使學生體會到物理知識在生活中的價值;
(3) 通過物理知識與自然、生活現(xiàn)象的關系,使學生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學原理。
【教學重點】
重力的大小、方向和作用點。
【教學難點】
理解重力的方向和作用點
【教法學法】
1. 教學方法:老師引導,讓學生思考,討論,老師總結,中途進行必要的實驗論證。
2. 學習方法:積極配合老師,努力思考理解內(nèi)容慨念,進行交流學習,自主學習。
【教學資源】人教版課本,重力ppt課件。
【授課時間】
【教學流程】新課引入重力定義,重力的大小:探究重力與質(zhì)量的關系,重力的方向,重力的作用點——重心,發(fā)展空間,課堂小結 ,課堂練習
【教學過程】
2
3
4
【板書設計】 板書設計:
1、重力(G):因地球的吸引而使物體受到的力 2、重力方向:豎直向下 應用:重垂線
《重力》教案4
一、教學目標
1、知識與技能
。1)理解重力勢能的概念,學生能用計算式計算物體的重力勢能。
。2)理解重力做功與重力勢能的變化之間的關系,知道重力做功與路徑無關。
(3)知道重力勢能具有相對性。
2、過程與方法
。1)根據(jù)共和能的關系,推出重力勢能表達式
。2)通過實驗,學生能夠掌握科學研究方法一一控制變量法
。3)通過對結果分析,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。
3、情感態(tài)度與價值觀
通過對實驗的操作、觀察、討論,激發(fā)學生探索科學的興趣。
二、教學重難點
重點:重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。
難點:重力做功與路徑無關及重力勢能的相對性。
三、教學過程
環(huán)節(jié)一:新課導入
多媒體展示:
1、打樁機的重錘從高處落下,把水泥樁打進地里;
2、20xx年,俄羅斯某村莊發(fā)生雪崩,造成至少100人失蹤。
教師引導:重力勢能具有巨大的能量,有些可以為我們利用,也有些會給我們帶來巨大的災難。我們只有認識自然,才能更加主動的.改造自然。從而引入新課——重力勢能。
環(huán)節(jié)二:概念建立
(一)重力做功的特點
回憶功與能量的關系,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。重力勢能發(fā)生變化,很明顯示重力在做功。由此引導學生探究重力做功的特點。
提出問題:重力做功與什么因素相關?
給出如下三種情況:
。1)物體豎直向下運動,高度從h1降為h2;
。2)物體沿傾斜直線向下運動,高度從h1降為h2;
。3)物體沿任意路徑向下運動,高度從h1降為h2。
讓學生分別求出三種情況下重力做的功(對于第三種曲線運動的情況給出提示可以將曲線進行無限等分,每一份近似看成直線)。
環(huán)節(jié)五:小結作業(yè)
總結本節(jié)知識點,要求學生課下查閱資料,總結勢能的其他種類。
《重力》教案5
第一課時 力 重力
、褰虒W目的
〖知識目標〗
、闭_理解力的概念,能分清受力物體和施力物體.
⒉知道力的三要素,力的單位和符號,能作力的凰示和力的示意圖.
、持腊戳Φ男再|(zhì)和力的效果對力分類,能正確區(qū)別各種實際力的類別.
、凑_理解重力的定義,能確定物體重力的大小,指明重力的方向.
⒌知道物體重心的含義,能確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體重心的位置,會分析一般物體重心位置與質(zhì)量分布的關系.
〖思路方法目標〗
、狈诸惙椒.(力的分類,矢量和標量)
⒉等效方法.(重心概念)
、撤治鼍C合方法.(力的概念的深化)
、娼虒W重點難點點撥
、绷Φ奈镔|(zhì)性是各種形式力所具有的共同屬性.“力是物體間的相互作用”,它反映了任何一個力必定和兩個物體發(fā)生聯(lián)系,而且這兩個物體間的力的作用是相互的.力的物質(zhì)性要求我們在認識一個力時,首先要搞清該力的施力物體和受力物體,沒有施力物體(或受力物體)的力是不存在的.
、擦Φ淖饔每偸且a(chǎn)生一定的效果,它只能從受力物體上體現(xiàn)出來,而且這個效果與力的大小、方向作用點相聯(lián)系,力的圖示能準確地反映某一個力三要素情況.
、车厍蛑車奈矬w,總是要受到地球的吸引而產(chǎn)生重力,它與該物體所處的環(huán)境和運動狀態(tài)無關
、次矬w各部分都受到重力作用.從效果看,這個作用相當于作用于一點.這個點就是整個物體的重力作用點.亦為物體的重心.上述處理方法是“等效思想方法”的.應用.用懸掛法找重心,要注意其局限性,它只適用于薄板狀物體.
㈢教具
彈簧、彈簧秤、木塊、海綿、水盆、不規(guī)則的薄板、細線、曲尺…
、杞虒W過程()
⒈討論引入
師:請閱讀p新教材,共同討論下述問題:⑴什么是力?⑵在自然界中有哪些力?并舉例說明.
(為了加深對力的認識,分清力的種類,性質(zhì).掌握力的表示方法和應用,本章我們將系統(tǒng)學習力的知識)
、残抡n內(nèi)容
⑴力是物體間的相互作用
、 力不能離開物體而存在 【演示】手和彈簧、水和木塊.
、 受力是相互的,受力和施力物體同時存在.【演示】線懸掛重物
師:力是個重要概念,如何表示一個力?
、屏Φ膱D示
① 力的三要素—大小、方向、作用點.(力的大小可用彈簧秤測量,單位是“牛頓”簡稱“牛”符號“N”;力的方向是物體間相互作用的方向;力的作用線是沿力的方向的直線)。
【演示】木塊浮于水面
。ㄒ暾从骋粋力,必須把力的三要素全部表述清楚,這可用圖示法)
② 力的圖示—用一根帶箭頭的線段表示力的方法
具體到:先定力的單位標度
再畫出力的指向的方向
最后標出的箭頭、箭尾,均可表示出力的作用點.
、橇Φ姆N類(按力的性質(zhì)和力產(chǎn)生的效果分類)
、 性質(zhì)力—重力、彈力、摩擦力、電磁力…
② 效果力—動力、阻力、壓力、支持力…(按力的效果命名)
師:嚴格分清性質(zhì)力和效果力是物體受力分析的基礎,也是正確解決力學問題的重要環(huán)節(jié).下面首先研究重力。
、戎亓
、 重力就是重量 是由地球吸引而使物體受到的力。
、 重力的大小和方向
閱讀p 明確兩點:重力的方向是豎直向下的;重力G=mg g=9.8N
師:下面研究重力作用點問題
⑸重心
、 質(zhì)量均勻分布,形狀規(guī)則物體重心位置是幾何中心。
、 一般物體重心位置和物體質(zhì)量分布有關!狙菔尽繎覓旆ǹ纱_定薄板和曲尺重心位
置(重心可在物體上也可在物體外)
㈤鞏固練習
組織討論下列習題(略)
、曜鳂I(yè)
⒈復習課本內(nèi)容p1— p5
、菜伎颊n本練習一第⑴題。
、尝、⑶、⑷題做在練習本上。
《重力》教案6
設計思路
《重力勢能》一節(jié)新教材與舊教材相比有很大變化。教材首先從重力做功開始,討論物體豎直向下運動、沿傾斜直線向下運動、以至物體沿任意路徑向下運動幾種情況的重力做功,利用極限思想,嚴格證明了重力對物體做功與路徑無關。分析“mgh”是一個具有特殊意義的物理量,來定義重力勢能。然后再分析重力勢能的變化和重力做功的關系,再講重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。這樣將重力勢能的講法準確了,也加深了,思路比較清晰。
本節(jié)課內(nèi)容既是重點又是難點,學生在一節(jié)課內(nèi)不容易全面理解和掌握,教學中不宜追求多而全,可以在后續(xù)課程中逐漸理解與加深。
教學過程中可以多舉身邊的實際例子,由簡單的現(xiàn)象如自由落體等進行分析,便于得出結論,學生也容易接受。
教法上教師應充分調(diào)動學生的思維,使學生始終處于學習的主體,激發(fā)探究意識和學習的積極性。
教學目標
1、知識與技能
。1)理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義進行計算;
。2)理解重力勢能的變化和重力做功的關系,知道重力做功與路徑無關;
。3)知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
2、過程與方法
(1)根據(jù)已有的知識,利用極限的思想證明重力做功與路徑無關;
(2)根據(jù)功和能的關系,推導重力勢能的表達式。使學生體會知識建立的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀:從對生活中有關的物理現(xiàn)象觀察、對已有知識的掌握得到物理結論,激發(fā)和培養(yǎng)
學生探索自然規(guī)律的興趣。
教學重點:
重力做功與路徑無關,重力勢能的概念,重力勢能的變化和重力做功的關系。
教學難點:
重力勢能的變化和重力做功的關系,重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
教學內(nèi)容:
第四節(jié)重力勢能
。ㄒ唬┮胄抡n
問題1:水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的,水是利用什么來發(fā)電的呢?高處的.石頭欲落下,你為什么害怕,急于要躲開呢?(物體由于被舉高而具有重力勢能。)
問題2:怎么樣認識重力勢能呢?
演示:粉筆在豎直方向上的運動。(引導學生分析粉筆上升和下降過程重力做功與重力勢能的變化)
功與能是兩個密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化,重力勢能發(fā)生變化,重力要做功。我們認識重力勢能,不能脫離重力做功的研究。
。ǘ┻M行新課
本節(jié)課就從重力做功的研究入手,來認識重力勢能。
1、重力做功
根據(jù)功的計算公式分別計算甲、乙、丙三種情況中小球由A到B過程中重力所做的功。
過程甲、乙結果為:Wmg=mgh=mgh1-mgh2
過程丙:物體沿任意路徑向下運動情況,學生會感到困難。在分析過程中要體現(xiàn)出極限思想,主要強調(diào)的是科學方法。思路為:逐步提出問題,引發(fā)學生思考并逐步進行分析計算。
。1)物體沿曲線運動,就已有的知識,重力做功能求出嗎?(不能)怎么辦?
。2)想一想我們能夠解決的是什么樣的情況?(物體沿直線運動過程重力做功,可以根據(jù)過程甲乙的計算結果進行計算。)
。3)回憶前面學習過的方法,可不可以變曲為直呢,怎么變?(將整個路徑分成許多很短的間隔)
。4)怎么樣來進一步計算重力的做功?(W=W1+ W2+ W3+…)這一過程中,教師聽取學生匯報,點評,解答學生可能提出的問題。
根據(jù)上面的分析,歸納總結出解決問題的方法是:把整個路徑分成許多很短的間隔;由于每一段很小很小,都可以近似看作一段傾斜直線;分別求出物體通過每一小段傾斜直線時重力所做的功;物體通過整個路徑時重力所做的功,等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和。先猜想以下結果可能是什么樣的?有沒有依據(jù),
A A A h A3 A1 A2 h1 B丙
△h1 △h2 △h3 h h1 h2 B甲
B乙
h2還是一種感覺?然后再進行計算,自己檢驗你的猜想。結果:Wmg=mgh=mgh1-mgh2
結論:物體運動時,重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關,而跟物體運動的路徑無關。
2、重力勢能
重力勢能應該與那些量有關?如果輕重不同的石頭從同一高度下來砸到腳上,感覺怎樣?同一塊石頭從不同高度下來,砸到腳上,感覺又如何?分析出重力勢能應該與重力、高度有關。
分析表達式:Wmg=mgh=mgh1-mgh2重力做功的大小等于物重跟起點高度的乘積mgh1與終點的mgh2兩者之差,觀察重力mg與所處位置的高度h的乘積“mgh”看出,
。1)與重力做功密切相關;
。2)隨高度變化而變化,恰與勢能的基本特征一致。
這是一個具有特殊意義的物理量。
。1)定義:地球上的物體具有的和它的高度有關的能量,叫做重力勢能。
。2)表達式:Ep=mgh即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。
。3)重力勢能為標量。
(4)單位:1J=1kg·m/s·m=1Nm
2
1 h
h1 2 h2舉例計算如圖小球在1和2位置的重力勢能。(m=10kg,h1=3m,h2=1m)
3、重力勢能的變化和重力做功的關系
問題1:定性分析上圖中小球從1→2和從2→1過程中,重力做功情況,重力勢能變化情況?
問題2:定量分析重力勢能的變化和重力做功的關系?
結合上面的具體數(shù)值,計算重力勢能的變化值,和重力做功的數(shù)值,首先建立一個數(shù)量上的概念。
分析:Wmg= mgh1-mgh2式中:Wmg為重力做功;EP1=mgh1為初位置的重力勢能;EP2=mgh2為末位置的重力勢能。
重力勢能的變化表示為:△EP= EP2- EP1則:Wmg= —(EP2—EP1)= —△EP
問題3:小球沿光滑斜面下滑到底端,計算重力做功。
《重力》教案7
一、重力:
1、定義:地球上或地面附近的物體,由于地球的吸引而受到的力,叫做重力。
2、吸引力不是重力。
3、重力的施力物體是地球。
4、重力的符號:G
二、重力的大。
1、重力與質(zhì)量的關系:物體的重力跟質(zhì)量成正比。(不能說物體的質(zhì)量跟重力成正比),
G/m=g
2、比值為物理常量g=9.8N/Kg
讀作9.8牛頓每千克
表示質(zhì)量為1千克的物體受到的重力為9.8牛頓。
3、公式:G=mg
注意:
(1)g隨地理位置的`變化而變化。
。2)在地球上隨緯度升高,g略微增大
。3)在計算題中,不做任何說明時,g取值9.8N/kg,如有粗略、大約、估算等詞時,g取值10N/kg。
三、重力的方向:
1、重力的方向總是豎直向下,指向地心。
2、重力方向的應用:重垂線(又叫鉛垂線)
3、重垂線的作用:
(1)檢查墻壁是否豎直。
(2)檢查臺面是否水平。
四、重心:
1、定義:重力作用點叫做物體的重心。
2、確定重心的方法:
。1)對于規(guī)則形的幾何體,物體的重心在其幾何中心。
。2)對于不規(guī)則形的物體,用懸掛法確定其重心。
3、重心不一定總在物體上。
《重力》教案8
教學目標
知識目標
1、認識重力產(chǎn)生的條件。
2、知道重力的三要素:理解重心的概念。
3、會計算重力的大小。
能力目標
1、通過本節(jié)課的學習,會分析各個物體的重心。
2、聯(lián)系實際,重力的三要素在實際中的運用,鍛煉學生的觀察分析能力。
教學建議
一、重點難點分析:
1、本節(jié)重點是:重力的實質(zhì)(萬有引力)。
2、本章的難點是:重心的確定。
二、基本知識技能:
1、基本概念:
重力:由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力;
重力的三要素:作用點(重心);方向(豎直向下);大。℅=mg);
2、重心的確定
質(zhì)量分布均勻的規(guī)則幾何形狀的物體的重心在幾何中心上;質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置不僅跟物體質(zhì)量的分布有關,還與物體的形狀有關。
教法建議
一、有關重力大小講解的教法建議
在介紹重力時,除了明確指出:物體受到的重力的大小跟物體的質(zhì)量成正比,教學中還需要補充實驗測量重力的方法,重力的大小可以用測力計測得,可以向?qū)W生們展示幾種測力計,如彈簧測力計、牽引測力計、壓力測力計等等。另外讓學生區(qū)分重力、重量的概念。
二、有關重力方向講解的教法建議
介紹重力方向時要明確重垂線的方向為豎直方向(不是垂直方向),重力的方向為豎直向下,與水平面相互垂直的方向為豎直方向(靜止的水面為水平方向),同時也要注意:不能把重力的方向說成指向地心的方向。關于重心和質(zhì)心的區(qū)分的有關內(nèi)容教師可以參考擴展資料中的《重心和質(zhì)心》。
三、有關重心位置講解的教法建議
在講解如何確定物體重心的位置時,可以講解懸掛法測量均勻薄板的重心。同時讓學生討論理解。對于重心位置的確定,教師可以讓學生分析身邊的物體的重心的確定,如課本的重心的確定,沙漏的重心確定,另外也可以通過數(shù)學方法來計算物體的重心,如折尺的重心的確定。
有些教師在講解該部分內(nèi)容的時候,往往將物體的平衡內(nèi)容(教材在第四章中進行了介紹)也對學生說明,也就是重心的穩(wěn)度問題,建議在講解時要注意讓學生理解研究的方法,在圖片資料中我們?yōu)榇蠹姨峁┝穗p圓錐(圓錐上滾)的圖片,老師可以參考使用。
教學方法
提問引導法、講解法
教學過程
一、復習提問
1、提問:什么是力?力的三要素是什么?
2、提問:我們用什么方法來表示力?具體說明?
3、提問:力的作用效果是什么?
二、新課教學
。ㄒ唬┲亓
通過水會自動由高向低流動、樹葉的飄落等等自然現(xiàn)象提出:
問題:什么是重力?它是怎樣產(chǎn)生的?
回答:重力:由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。重力產(chǎn)生的原因:由于地球的吸引而產(chǎn)生。
教師總結說明:
1、地球上物體受到重力,施力者是地球。只要在地球的引力范圍之內(nèi),物體都會受到地球的重力作用。
。1)、地球上的一切物體都受重力作用。
。2)、重力的施力物體是地球。
問題:同一個物體,在下列情況下,所受重力的方向各是怎樣的?
教師出示幾種不同情況下的物體(水平地面上靜止的物體、斜面上靜止的物體、正在運動的物體等等)讓學生討論重力的方向。
共同討論之后,教師說明并總結:
2、重力的方向:重力的方向總是豎直向下。無論物體是靜止的'還是運動的,無論物體運動狀態(tài)如何,重力的方向總是豎直向下。
3、重心:重力在物體上的作用點。質(zhì)量均勻的規(guī)則物體的重心在其幾何中心(教師出示各種形狀物體的重心)。質(zhì)量不均勻的物體重心,跟形狀、質(zhì)量分布有關。對于質(zhì)量分布不均勻、形狀不規(guī)則的薄板重心位置可以通過懸掛法得到(教師可以演示該實驗,同時讓學生進行討論),另外重心的位置可以不再物體上(如圖)。
4、重力大小:
5、重力的測量:重力的測量用彈簧秤。
問題3:地球?qū)Φ孛嫔系奈矬w有力的作用,物體對地球是否有力的作用?教師進而提出:我們通常在研究物體受到重力作用,并不提出施力物體地球,相對于物體受到地球施加的重力作用,同樣,地球也要受到物體對它的吸引作用。(教師可以通過實例講解,要強調(diào)物體受到的重力不等于物體與地球之間的萬有引力)
。ǘ、讓學生閱讀有關萬有引力的文章
。ㄈ、通過練習、讓學生加深本課知識的理解。
6、課堂小結
探究活動
課題1
題目:采用懸掛法求得物體重心位置。
內(nèi)容:采用懸掛法得到某一不規(guī)則形狀(質(zhì)量分布不均勻)薄板的重心位置。寫出實驗報告。
課題2:
題目:用計算法求解某些物體的重心。
內(nèi)容:參考“探究活動”中所給的“質(zhì)心與重心的求解”內(nèi)容,對一些特殊形狀物體的重心進行計算求解,利用初中所學的杠桿原理分析,寫出專題性小論文 。
1、求下列各物體的質(zhì)心位置。
。1)如圖(a)所示,有一串珍珠,每顆間距均為a,共n顆,其質(zhì)量依次為。
(2)如圖(b)所示,質(zhì)量分布均勻的三角板。
。3)如圖(c)所示,勻質(zhì)圓板,被挖去的小圓與大圓內(nèi)切。
答案:
。1)答案:懸點下方處。解題思路:以懸掛點原點,豎直向下為x軸正方向,應用坐標法有:。
。2)解題思路:把分成與AB邊平行的幾份,如圖,當時,每一份的質(zhì)心都在其中點上,則質(zhì)心定在AB邊中線CD上,同理也在BC邊中線AE上,∴板ABC的質(zhì)心在其幾何重心上。
(3)解題思路:將負質(zhì)量與坐標法結合起來求解:設圓板面積密度為,則大圓板質(zhì)量,小圓板質(zhì)量,再以O點為原點,方向為x軸正方向,應用坐標法得,∴其質(zhì)心在C點左側(cè)處。
2 、如圖所示,有兩個相同的勻質(zhì)實心球,半徑為R,重量為G,A 、B球分別為將它們挖去半徑為和的小球后剩余的部分,勻質(zhì)桿重量為,長度,試求系統(tǒng)的重心位置。
答案:C點左側(cè)0.53 R處。解題思路:以C點為原點,cb方向為x軸正方向,結合坐標法與負質(zhì)量法求解。
《重力》教案9
教學目標
(1)知道由于地球吸引而使物體具有的力叫重力
(2)知道重力的方向總是豎直向下
(3)理解重力的大小與質(zhì)量成正比,會用彈簧測力計測量物體的重力
教學重難點
重點:
重力的概念、方向和大小
難點:
重力方向的應用
教學工具
多媒體
教學過程
學法指導:
1、通過觀察水往低處流、物體從空中落下、拋向空中的物體最終落回地面等現(xiàn)象,找出它們的共同點,引出重力的概念,培養(yǎng)學養(yǎng)生的觀察、分析能力
2、經(jīng)歷探究過程得到重力與質(zhì)量的關系G=mg,培養(yǎng)學生的實驗、歸納能力
3、由實驗感知重力的方向并能運用結論對實際問題做出分析,培養(yǎng)學生分析、概括和應用知識的能力
預習導入:
通過閱讀“重力的由來”回答:
、儆钪骈g任何兩個物體,大到天體,小到灰塵之間,都存在________
的力,這就是萬有引力。
、谟捎诘厍虻奈刮矬w受到的力,叫做_________.地球上的所有物體都受到________的作用。
通過閱讀“重力的.大小”回答:
、傥矬w所受的重力跟它的______成正比。
、谥亓εc質(zhì)量的比值大約是________,二者關系可用______來
表示。重力用_____表示,單位是_____,質(zhì)量用______,單位是_____.
通過閱讀“重力的方向”回答:
、僦亓Φ姆较蚴莀_________的,是指地球的_______。
、谥亓Ψ较虻膽檬莀___________________________________.
通過閱讀“重心”回答:
①重力在物體上的作用點叫做_______.
、诜叫伪“宓闹匦脑趦蓷l對角線的_______,球的重心在_____,粗細均勻的棒的重心在它的_______.
學習導入:
(4)重心
提出問題:什么叫物體的重心?
學生回答:___________________________________________________.
總結:重力的作用點叫重點
規(guī)則:幾何中心。不規(guī)則:可根據(jù)重力的方向豎直向下來找重心。
課堂達標:
1、下列幾種說法中,正確的是
A.物體所受的重力跟它所含的物質(zhì)多少成正比
B.質(zhì)量增大幾倍,重力也增大幾倍,因此物體的質(zhì)量與它的物重相同
C.質(zhì)量相同的木塊與鐵塊相比,鐵塊所受重力比木塊所受重力大
D.重力為1N的所有物體,其質(zhì)量為9.8kg
2、人站在一個豎直上下的電梯上時,下列說法正確的是
A.電梯勻速上升時,支持力大于人的重力
B.電梯勻速下降時,支持力小于人的重力
C.電梯勻速上升或下降時,支持力都等于人的重力
D.電梯沒有開動時,人的重力才可能等于支持力
《重力》教案10
教案示例:
教學課題 第三節(jié) 重力
教學目標
1.知識與技能:
(1)知道什么是重力,及其方向和作用點.
(2)能用G=mg計算重力的大。
(3)通過實驗,培養(yǎng)使用彈簧測力計測重力的技能.
2.過程與方法:
。1)通過實驗探究引導學生自己發(fā)現(xiàn)重力與質(zhì)量成正比.
(2)在發(fā)現(xiàn)重力與質(zhì)量關系的規(guī)律時,指導學生學會用比值來處理數(shù)據(jù)的方法.
。3)在重力的運用上,教多的采用學生討論,給學生展示課外知識的機會.
3.情感態(tài)度與價值觀:
。1)通過對重力以及其運用的學習使學生關注與人息息相關的物理知識.
。2)通過比較簡單的探究(重力和質(zhì)量的關系),讓大多數(shù)同學體會到探究的樂趣、熟悉探究的過程方法.
教學重點 重力的三要素
教學難點 探究重力和質(zhì)量的關系,掌握公式G=mg
第三節(jié) 重力
一、重力G(gravity):
由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力.
二、重力的三要素
1. 重力的方向:總是豎直向下
2. 重力的大小
。1)實驗探究:重力和質(zhì)量的關系
猜想:質(zhì)量越大,重力越大
方案與表格:
鉤碼的質(zhì)量m/kg 鉤碼受到的重力G/N 重力與質(zhì)量之比(N/ kg)
結論:重力和質(zhì)量成正比.
。2)公式:G=mg g=9.8牛/千克
3. 重力的作用點:
質(zhì)量分布均勻的形狀規(guī)則的幾何體的重力作用點在幾何中心,重力的作用點也叫做物體的重心.
4.重力的圖示
教學過程 教師活動設計 學生活動設計
1.創(chuàng)設情景得出:什么是重力
。1)師:請大家觀看自然和生活中的幾個現(xiàn)象.
。2)播放視頻:瀑布、投籃、蘋果落地
。3)師:“水為什么往低處流?”、“向上拋出的球為什么總落回地面?”、“大家知道牛頓思考蘋果落地的故事嗎?”
。4)請學生簡要講述牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事.
。5)由前面故事指出:“地球上的一切物體,都受地球的吸引力作用.”“由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力(gravity).”(在這里,針對善于思考的同學可指出:重力并不等同于地球?qū)ξ矬w的吸引力,但不作深入講解)
(6)在物理學中,重力用大寫的英文字母G表示(英文gravity的首字母).
(7)師:大家是否能例舉一些物體受到重力的現(xiàn)象呢?(強調(diào):地面上以及地面附近所有物體都受重力作用.)
師:重力作為一種力,它的施力物體是誰?受力物體是誰?
(8)指出:重力的施力物體是地球,重力的受力物體是地面附近的物體.(地面附近的所有物體都受重力) 觀看視頻,思考其共同特點:落回地面.
回憶小學自然課所知的.物體受地球吸引的概念回答問題.
積極舉例(跳水、滑滑梯、飛機失事墜毀等).
思考重力的施力物體和受力物體.
2.直觀講解:重力的方向
(1)演示:讓粉筆由靜止自由下落.
。2)演示:把一物體用細線懸掛在水平鐵架臺上,把物體抬高后放手,最后豎直懸掛靜止.(演示完后點擊相應圖片)
。3)師:從這些現(xiàn)象中,你能猜想出重力的方向嗎?(學生容易回答:垂直向下)
(4)演示:如上實驗中,把鐵架臺放在一斜面上,演示此時細線懸掛情況.(演示完后點擊相應圖片)
。5)比較兩圖片,得出“重力的方向總是豎直向下的”.(豎直方向即為垂直水平面的方向)
。6)師:大家能不能想個辦法檢測一下你的桌子是否水平?
。7)介紹水平儀和重垂線的應用.(圖片) 觀察粉筆自由下落的方向.
觀察懸掛重物的細線靜止時的方向.
猜想重力的方向.
觀察鐵架臺傾斜過程中細線的懸掛方向,思考豎直向下和垂直向下的區(qū)別.
掌握重力的方向為豎直向下,不能簡單的說“向下”也不是“垂直向下”.
知識遷移能力強的同學應能想到利用鐵架臺實驗的思路.
積極發(fā)現(xiàn)并了解重力方向在生活中的巧妙應用.
3.實驗探究:重力的大小
。1)演示物體所受重力的大小可以用彈簧測力計來測量:把一個鉤碼(50克)豎直懸掛在彈簧測力計鉤上,當物體靜止時,彈簧測力計的讀數(shù)就等于物體所受重力大小(約0.49N).
。2)師:你的體重(質(zhì)量)是多少千克呢?你覺得你的重力大還是一個鉤碼的重力大?
。3)提出問題:物體的重力大小和它的質(zhì)量有什么關系嗎?(看學生情況也可啟發(fā)學生自己提出)
。4)組織學生猜想
。5)組織學生分組討論設計實驗方案
和制定表格
。6)請各小組交流方案和表格,幫助總結出實驗方案和表格.
(指出應多測幾組數(shù)據(jù))
。7)請學生分組實驗并收集數(shù)據(jù).提出要求:對實驗數(shù)據(jù)進行分析與研究,嘗試發(fā)現(xiàn)規(guī)律.
。8)請各小組匯報實驗數(shù)據(jù)和所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律.
根據(jù)情況可提醒學生計算G與m的比值,在表格中補充一列,如:
鉤碼的質(zhì)量m/kg 鉤碼受到的重力G/N 重力與質(zhì)量之比(N/ kg)
0.1 0.98 9.8
0.2 1.96 9.8
0.3 2.94 9.8
0.4 3.92 9.8
。9)由實驗可總結出:物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比,比值是9.8牛/千克(用g表示).(對有的同學得出的比值不正好等于9.8可稍作解釋)
重力跟質(zhì)量的關系可以寫作:G=mg
強調(diào):①在公式中,m的單位需用千克,計算出的G的單位才是牛.
、趃=9.8 N/ kg,表示質(zhì)量為1千克的物體受到的重力是9.8牛.
、圪|(zhì)量是物體所含物質(zhì)多少的屬性,重力是地球?qū)ξ矬w的作用,是一種力.在近地面范圍內(nèi),重力是質(zhì)量的9.8倍左右,但比如在月球上,物體所受引力約為地球上的1/6.(舉例:宇航員的稱重圖片;播放宇航員月球行走的圖片.)
。10)師:請同學們計算自己的重力?(指出平時所說的體重其實是質(zhì)量)
(11)師:請大家想象一下,要是地球?qū)ξ矬w沒有重力作用將會是什么樣子?
播放宇航員在失重狀況下的生活場景. 掌握用彈簧測力計來測量物體重力的辦法.
根據(jù)日常經(jīng)驗應能回答自己重力比一個鉤碼的重力大.
積極猜想物體的重力大小與質(zhì)量的關系.能提出:物體質(zhì)量越大,所受重力越大.
分組討論實驗設計方案,以及所需記錄的物理量,并且根據(jù)方案制定實驗表格.
積極交流實驗方案和表格,如:
鉤碼的質(zhì)量m/kg 鉤碼受到的重力G/N
認真實驗并記錄數(shù)據(jù).認真分析研究實驗數(shù)據(jù),總結發(fā)現(xiàn)規(guī)律.
通過計算G與m的比值發(fā)現(xiàn)規(guī)律:G與m的比值基本上是一定的,即G與m成正比.
理解和掌握重力和質(zhì)量的計算關系.
理解質(zhì)量和重力的區(qū)別.
掌握用公式計算重力的方法.
充分想象重力消失后的各種場景.體會重力作用的重要性.
4.簡單介紹:重力的作用點
。1)物體所受重力的作用點叫做物體的重心.質(zhì)量分布均勻的形狀規(guī)則的幾何體的重心在幾何中心.
(2)舉例(課件):找出正方體、球、直尺的重心.
。3)請學生想辦法用一個手指托住一把直尺(圖),觀察手指所在刻度.
。4)(根據(jù)學生情況適當補充,可放在擴展資料中)重心的應用:重心越低,物體越穩(wěn),如不倒翁. 掌握質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則的幾何體的重力的作用點.
用一個手指托住直尺,觀察手指所在刻度可知重心在尺子中央,從而體會重心的概念.
5.重力的圖示 舉例:試作出靜止在一斜面上的質(zhì)量為2千克的正方體木塊所受重力的圖示.
(目的在于通過作重力的圖示總結所學內(nèi)容:重力的大小、方向、作用點) 通過作重力的圖示對所學知識進行小結與回顧.
6.總結:探究生活中運用重力的事例 組織學生討論(進一步激發(fā)學生的興趣,并且可從中獲得及時的教學反饋情況.) 積極思考重力在生活中運用的例子,能從重力的存在、大小、方向、重心等各個角度展開討論,體會重力與世界的息息相關.
課后作業(yè) 練習冊相應內(nèi)容;小論文:“假如重力突然消失”或“重力在生活中的運用”
教學反饋
。1)由于學生已知地球?qū)ξ矬w有吸引力,所以對重力的存在直接能接受.
。2)在沒有進行辨析前,很多學生確實會把質(zhì)量與重力劃等號.
。3)學生參與思考和動手的部分較多;學生展示自己平時課外知識的機會較多,比如關于失重、不倒翁等的討論.
《重力》教案11
【教材分析】
本節(jié)設計的基本思路是:“重力加速度的測量”這個課題結合高一學生已經(jīng)積累的物理知識,啟發(fā)他們利用運動學、力學等知識來設計實驗方案驗證答案。在研究過程中,教師鼓勵學生充分發(fā)揮設計、動手實驗和處理數(shù)據(jù)的能力,給予學生合作、交流和表達的鍛煉機會。
【教學目標與核心素養(yǎng)】
【物理觀念】知道實驗原理,會對實驗結果進行數(shù)據(jù)處理,并清楚實驗中的誤差來源。
【科學思維】用科學的方法對實驗驗數(shù)據(jù)進行處理、分析、誤差原因分析。理清思路,用簡練、易懂的語言表述研究成果。
【科學探究】小組成員協(xié)作完成實驗報告,共同體驗合作探究學習的形式與意義。
【科學態(tài)度與責任】各組間相互評價,給出合理的完善建議。
【教學重點與難點】
【教學重點】實驗設計思路、實驗原理及實驗過程中的注意事項。
【教學難點】用兩種方法進行數(shù)據(jù)處理及實驗誤差分析。
【教學過程】
1、【引入新課】
測量重力加速度的物理意義
了解地球表面重力加速度的分布,對地球物理學、航空航天技術及大地測量等領域有十分重要的意義。為此,就需要了解測量重力加速度的方法。
實驗思路
惠更斯在推導出單擺的周期公式后,用一個單擺測出了巴黎的重力加速度。我們也可以采用同樣的辦法,測量所在地區(qū)的重力加速度數(shù)值。當擺角較小時,單擺做簡諧運動,根據(jù)其周期公式可得
想一想,要根據(jù)上式測量重力加速度,需要測量哪些物理量?應該如何設計實驗裝置、選擇實驗器材?怎樣才能減小實驗誤差?
惠更斯
二、【進行新課】
探究點一、實驗目的和原理
目的 利用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣?/p>
原理 當單擺擺角很小(小于5°)時,可看做簡諧運動,其固有周期為T=2π,由公式可得g=,只要測出擺長l和振動周期T,即可算出重力加速度g
探究點二、實驗裝置
實驗裝置
思考與討論:
1.線有粗細、長短的不同,伸縮性也有區(qū)別。不同的小球,質(zhì)量和體積有差異。想一想,應如何選擇擺線和擺球?為什么?
2.右圖畫出了細線上端的兩種不同的懸掛方式。應該選用哪種方式?為什么?你還有更好的設計嗎?
細線上端的兩種懸掛方式
探究點三、物理量的測量
實驗步驟:
1.做單擺
(1)讓線的一端穿過小球的小孔,然后打一個比小孔稍大一些的結,制成一個單擺。
(2)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上并把鐵架臺放在實驗桌邊,使鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自由下垂,在單擺平衡位置處作上標記。
2.測擺長
用米尺量出從懸點到小球上端的懸線長l0,再用游標卡尺測量出擺球的直徑d,則擺長l=l0+。
測擺球的直徑
測擺線長度
3.測周期
將單擺從平衡位置拉開一個小角度(擺角小于5°),然后釋放擺球讓單擺在豎直平面內(nèi)擺動。當單擺擺動穩(wěn)定后,過平衡位置時開始計時,測量30~50次全振動的時間。計算出完成一次全振動的時間,即為單擺的振動周期T。
4.改變擺長重測周期
將單擺的.擺長變短或變長,重復實驗三次,測出相應的擺長l和周期T。
秒表測單擺的周期
探究點四、數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)處理:
平均值法
每改變一次擺長,將相應的l和T代入公式中求出g值,最后求出g的平均值。設計如表所示實驗表格
圖像法
由T=2π得T2=l作出T2-l圖像,即以T2為縱軸,以l為橫軸。其斜率k=,由圖像的斜率即可求出重力加速度g。
注意事項
(1)實驗時,擺線長度要遠大于擺球直徑,且擺線無明顯伸縮性,另外擺球要選取密度大且質(zhì)量分布均勻的鋼球。
(2)單擺擺球應在堅直平面內(nèi)擺動,且擺角應小于5°。
(3)測擺長l時,應為懸點到球重心的距離,球質(zhì)量分布均勻時等于擺線長加上小球半徑。
(4)應從擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時,以擺球從同一方向通過平衡位置時計數(shù)。
(5)適當增加全振動的測量次數(shù),以減小測量周期的誤差,一般30~50次即可。
誤差分析
(1)測擺長l時只測量出細線長,沒有加上小球的半徑,使得所測擺長偏小,g的側(cè)量值偏小。
(2)測擺動周期時,將N次全振動誤記為N+1次全振動,使所測周期偏小,g的側(cè)量值偏大。
(3)實驗時,擺角較大,使得擺動實際周期與有偏差。
探究點五、拓展知識
單擺實驗中的位移—時間圖
各地重力加速度
課堂重點知識小結
數(shù)據(jù)處理與分析
(1)數(shù)據(jù)處理
①公式法:,算出重力加速度g的值,再算出g的平均值。
、趫D象法:作出l T2圖象求g值。
誤差分析
隨堂練習
例1:在“用單擺測定重力加速度”的實驗中:
(1)小博同學制作了如圖所示的甲、乙、丙三個單擺,你認為他應選用________圖來做實驗。
(2)實驗過程小博同學分別用了圖a、b的兩種不同方式懸掛小球,你認為________(選填“a”或“b”)懸掛方式較好。
(3)某同學用秒表測得單擺完成40次全振動的時間如圖丁所示,則單擺的周期為________s。
(4)若單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為T=T0[1+asin2 ],式中T0為擺角趨近于0時的周期,a為常數(shù);為了用圖像法驗證該關系式,需要測量的物理量有____________;某同學在實驗中得到了如圖戊所示的圖線,則圖線的斜率表示______________。
【答案】(1)乙 (2)b (3)1.89 (4)T(或t、n)、θ
【解析】(1)單擺在擺動過程中,阻力要盡量小甚至忽略不計,所以擺球選鐵球;懸
線要細、無彈性,擺長不能過小,一般取1 m左右的細線。故選乙。
(2)如果選a裝置,擺動過程中,擺長在不斷變化,無法準確測量,故選b裝置。
(3)由圖丁可知,單擺完成40次全振動的時間是75.6 s,所以單擺的周期為:T= s=1.89 s。
(4)根據(jù)T=T0[1+asin2]可知,需要測量的物理量有T(或t、n)、θ,由T=T0[1+asin2]得,sin2=( )T-,所以圖線的斜率為。
例2:某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校?/p>
(1)用游標卡尺測定擺球的直徑,測量結果如圖所示,則該擺球的直徑為________cm。
(2)測得擺線長為89.2 cm,然后用秒表記錄了單擺振動30次全振動所用的時間如圖甲中秒表所示,則該單擺的擺長為________cm,秒表所示讀數(shù)為________s。
(3)為了提高實驗精度,在實驗中可改變幾次擺長l,測出相應的周期T,從而得出一組對應的l與T的數(shù)值,再以l為橫坐標,T2為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖乙所示,則測得的重力加速度g=________m/s2。(π取3.14,計算結果保留三位有效數(shù)字)
【答案】(1)0.97 (2) 89.685 57.0 (3)9.86
【解析】(1)主尺示數(shù)為9 mm,游標尺示數(shù)為0.1×7 mm=0.7 mm,故小球的直徑為9.7 mm,即0.97 cm。
(2)單擺擺長為繩長加小球半徑,因此擺長為89.2 cm+0.485 cm=89.685 cm;秒表不需要估讀,由圖可知示數(shù)為57.0 s。
(3)由單擺周期公式可得T2=l,斜率為=4,解得g=9.86 m/s2。
《重力》教案12
一 概述
《重力》是初中物理(人教版,九年級)第十二章第二節(jié)內(nèi)容。本節(jié)由“重力是怎樣產(chǎn)生的?”“重力的大小與什么因素有關?”“重力的方向沿什么方向?”三個核心問題組成。
重力的概念比較復雜,而且比較抽象。雖然學生在日常的生活中對重力有一些模糊的認識,但有些認識是不科學的,例如,有的學生認為重力就是地球的引力、重力是物體自己施加的等,為了深求物理規(guī)律、掌握物理學的研究方法,本節(jié)課以“模擬引力”的實驗激發(fā)學生的思考,以牛頓的研究成果作啟示,啟發(fā)認識神秘的宇宙間存在萬有引力,再通過列舉日常生活中的事例,進一步說明地球上的所有物體都受到重力作用。重力是一種最常見的力,它在力學學習中有廣泛的應用,在對物體進行受力分析時都必須研究重力對物體運動有無影響,因此重力在力學中處于基礎地位
二 教學目標
根據(jù)重力的地位和作用要求,通過本節(jié)課的學習要達到如下教學目標
。1) 知識與技能
● 知道重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力
● 知道重力的方向
● 通過實驗探究,了解重力大小跟物體質(zhì)量的關系
。2) 過程與方法
● 經(jīng)歷探究重力大小跟什么因素有關的過程
● 嘗試根據(jù)已有經(jīng)驗提出科學的猜想
● 體會用圖象處理實驗數(shù)據(jù),根據(jù)圖象研究實驗結論的方法
。3) 情感態(tài)度與價值觀
● 對重力的存在及應用有濃厚的學習興趣,主動分析日常生活中有關重力的現(xiàn)象
● 通過對用重垂線校準的操作產(chǎn)生提高自己能力和應用知識的愿望
● 培養(yǎng)學生樂于參與科學實踐的`情感,在實驗中養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度
三 重點和難點
教學重點: 重力的概念 重力與質(zhì)量的關系 重力的方向
教學難點: 重力與質(zhì)量的關系
四 學習者特征分析
由于學生思維的局限性,本節(jié)課學生可能猜想重力跟形狀、體積、材料、密度、質(zhì)量等因素有關,教學中不要急于否定,學生的猜想,只要言之有理就要表揚、肯定,最后根據(jù)公式可合并一些猜想的類型,還可以準備一塊橡皮泥,讓學生捏成大小、體積不同的任意形狀,測重力,探究重力與體積的關系在重力方向的巧妙應用中,讓學生自己想辦法檢驗墻壁是否豎直或桌面是否水平,通過實踐活動培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的習慣和能力。
五 學法設計
在學法上 由于學生思維的局限性,本節(jié)課學生可能猜想重力跟形狀、體積、材料、密度、質(zhì)量等因素有關,教學中不要急于否定,學生的猜想,只要言之有理就要表揚、肯定,最后根據(jù)公式可合并一些猜想的類型,還可以準備一塊橡皮泥,讓學生捏成大小、體積不同的任意形狀,測重力,探究重力與體積的關系
在重力方向的巧妙應用中,讓學生自己想辦法檢驗墻壁是否豎直或桌面是否水平,通過實踐活動培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的習慣和能力。
六 教學過程設計
1 創(chuàng)設情境,引入新課
師生共同演示“模擬引力”實驗,通過觀察、討論、思考、相互交流感受,揭示萬有引力的存在。
2 新課學習
。1)講述杞人憂天的故事,激起學生求知的欲望,再結合一些客觀實際──所有的物體在沒有受到拉力或支持力的時候最終都將落回地面上來,揭示重力的存在
。2)探究重力的大小與那些因素有關
學生試著拿起書桌上現(xiàn)有的不同物體,感受不同物體重力的大小,并交流感受,發(fā)表觀點,由有的物體會重些,而有的物體
會輕些的事實提出猜想:重力可能與那些因素有關?并用實驗驗證猜想。根據(jù)構思分組動手實驗探究,設計表格,記錄實驗數(shù)據(jù)。此前簡單穿插彈簧測力計的使用方法。
實驗結束后,聽取學生的匯報,及時交流自己的看法和觀點,給予適當?shù)难a充說明,做最后的匯總總結。學生依據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制圖象,整理分析概括,向同學匯報自己的成果,得出重力與質(zhì)量的關系,并說出g值的物理意義
。3)重力的方向
根據(jù)自學感悟,自制重垂線,結合生活中的實例對重力的方向發(fā)表自己的看法。教師引導學生根據(jù)重垂線的實驗,結合二力平衡條件,講述重力的方向是豎直向下而不是垂直于物體表面向下。應用所學的知識檢驗墻壁是否豎直或桌面是否水平,既鍛煉了學生應用物理知識解決實際問題的能力,又解決了本節(jié)課的一個重點。
(4)重心
看板畫:滑雪運動員曲身滑雪。討論、思考、發(fā)表觀點,啟發(fā)學生彎腰是為了降低重力的作用點───重心,增強穩(wěn)定性。讓學生動手找找手中的直尺、物理教科書的重心應該在什么地方?可以討論,發(fā)表觀點和猜想。通過動手做實驗來驗證猜想。得出質(zhì)地均勻外形規(guī)則的物體重心在它的幾何中心;對于形狀不規(guī)則物體的重心,可以利用已學的二力平衡條件知識,確定重心的位置───懸掛法,
《重力》教案13
學生分組實驗是學生最感興趣的課,但絕大多數(shù)學生是按教材安排的程序進行實驗,按照教師布置的步驟進行操作,興趣只停留在表面上,湊“熱鬧”成分很多,這樣也就無法培養(yǎng)學生的綜合能力和科學素質(zhì)。例如,在高一物理中《測定重力加速度g》的實驗中,如果只是指導學生按教材的方法進行實驗,實驗目的單一,就無法達到培養(yǎng)學生素質(zhì)的目的。所以在教學過程中筆者是這樣做的:
(1)不限制實驗原理
在講本節(jié)課時,只講清實驗目的,至于實驗原理由實驗小組討論決定,并按要求設計實驗。討論結果出現(xiàn)兩種實驗原理:①根據(jù)公式ΔS=aT2,使用打點計時器來進行實驗;②根據(jù)h=0.5gt2,采用滴水法進行實驗。這兩種方案均可行,從而培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力,提高了思維品質(zhì)的深刻性與批判性。
(2)不規(guī)定實驗步驟
進實驗室要求不看課本,動手時只說明實驗中要注意的幾個事項,并不限定實驗有幾個步驟。結果巡視實驗中發(fā)現(xiàn),有的小組實驗有五、六步,并設計了開放性的記錄表格,從而激發(fā)了學生的觀察實踐和發(fā)現(xiàn)問題能力。
(3)不統(tǒng)一實驗數(shù)據(jù)處理方法
先引導學生對實驗數(shù)據(jù)進行簡單的分析,然后再進行處理。巡視發(fā)現(xiàn)有的學生逐一算出每次實驗的結果,然后再求平均值;有的學生先算出各點的速度,然后再采用v–t圖像法處理。從而鍛煉了學生實驗數(shù)據(jù)的處理能力。
(4)不確定實驗歸納
實驗后不固定方向,讓學生多方向、多角度、深入細致地觀察,分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),從而開放性地歸納出實驗結論。如有的小組分析真實的實驗數(shù)據(jù),得出如下結論:(1)采用打點計時器法進行實驗:①紙帶要豎直拉住,盡可能減小阻力;②先打開電源后松開紙帶;③逐差法處理數(shù)據(jù)的'方法;④采用v-t圖像法處理時,要盡可能讓更多的點在直線上,其余的對稱地分布在線的兩側(cè);⑤為何測量得出的g值比標準值9.8m/s2略小。(2)采用滴水法進行實驗:①水龍頭離地的高度不能超過1m;②不能直接測量一滴水下落的時間,要測出n滴水下落的時間t,再根據(jù)T=t/n求出一滴水自由落體的時間。
通過以上幾個方面的歸納,培養(yǎng)了學生的分析、概括實驗結論能力,并加強了前后知識的聯(lián)系。
《重力》教案14
教學目標:
知識與技能
1.了解力是物體對物體的作用,力的作用是相互的,認識力能使物體發(fā)生形變或使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變.
2.知道力的三要素,會畫力的圖示和力的示意圖.
3.知道重力的方向以及重力的大小與物體質(zhì)量的關系.
4.知道物體重心的含義.
5.知道重力產(chǎn)生的原因及其定義.
6.了解四種基本相互作用.
過程與方法
1.知道人類認識力的作用是從力的作用產(chǎn)生的效果開始的.
2.能通過探究活動體驗力的作用效果與力的大小、方向、作用點三個因素有關.
3.能通過多個實驗現(xiàn)象歸納得出力的作用是相互的.
4.自己動手,找不規(guī)則薄板重心的實驗鍛煉自己的動手能力.
5.通過“重心”概念的引入滲透“等效代換”的物理學方法.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過實例激發(fā)學生對科學的求知欲、激勵探索與創(chuàng)新的意識.
2.通過實驗,培養(yǎng)學生的團結協(xié)作精神.
3.通過本節(jié)課的學習,培養(yǎng)全面觀察分析問題的能力.
教學重點、難點:
教學重點
1.力的概念、圖示以及力的作用效果.
2.重力的概念及重心的理解.
教學難點
1.力的概念.
2.重心的概念和位置.
教學方法:
探究、講授、討論、練習
教學手段:
教具準備
多媒體課件,長方形木塊,鋸條,橡皮條,已知質(zhì)量的鉤碼,重垂線,鉛筆,刻度尺,質(zhì)量均勻的金屬板等.
課時安排:
新授課(2課時)
教學過程:
[新課導入]
[多媒體投影]
播放“運動員踢球、守門員接球、運動員用頭頂球、人推物體(但沒有推動)、火箭發(fā)射、壓縮海綿”等錄像資料.
學生觀察討論,引發(fā)學生的興趣
師:通過以上的觀看,大家可以總結出這幾個物體的共同點嗎?
生1:這幾個物體都在運動.
生2:不對,有的在運動,有的靜止,比如說人推物體時并沒有推動物體.
生3:海綿的情況和那幾個物體有所不同,那幾個物體都是從運動到靜止或者從靜止到運動,形狀都沒有發(fā)生變化,但是海綿形狀變化比較明顯.
師:剛才這位同學觀察得很仔細,除了海綿之外的其他物體形狀好像沒有發(fā)生變化,或者說它們的變化從圖中觀察不出來.是不是真的沒有發(fā)生變化呢?其他幾個物體從運動到靜止或從靜止到運動,而海綿的形狀發(fā)生了變化,這些都是什么原因造成的呢?
生:是因為物體受到了力的作用.
[新課教學]
一、力和力的圖示
[演示實驗]
演示用手壓鋸條、拉橡皮條等等,提出問題.
師:類似這些你還能舉出哪些生活實例?
生:類似這樣的例子很多,比如小樹在大風的作用下的彎曲,直尺在力的作用下的彎曲,繩子在力的作用下的扭轉(zhuǎn),彈簧對壓縮它的物體的力的作用.
師:所有這些現(xiàn)象說明了什么?
生:要使物體形狀發(fā)生變化,要對它施加力的作用.
師:物體形狀或體積的變化稱為形變,從剛才幾個例子我們可以得到什么樣的結論?
生:力是使物體產(chǎn)生形變的原因.
師:這是力的作用效果之一,除了這樣一種作用效果之外,力還有什么樣的作用效果呢?試舉例說明.
生1:用力推箱子,可以發(fā)現(xiàn)箱子開始運動了,說明是力使物體從靜止變?yōu)檫\動了.可見力可以使物體從靜止變?yōu)檫\動.
生2:汽車停下來,首先要剎車,可見要使物體從運動變?yōu)殪o止,需要力的作用。
生3:飛行在空中的足球,當一個運動員用頭頂一下,發(fā)現(xiàn)足球的運動方向發(fā)生了變化,可見運動方向的變化需要力的作用.
師:剛才幾個同學舉例非常好,物體速度的變化稱為物體運動狀態(tài)的變化,那么我們能不能把上述幾位同學的話總結成一句話呢?
生:力是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因.
師:結合上面的分析,再加上我們初中所學的知識,大家給力下一個定義.
生:力是物體間的相互作用,力是物體運動狀態(tài)變化的原因,力是物體發(fā)生形變的原因.
師:當我們向東拉一個物體和向南拉一個物體時,同樣大小的力產(chǎn)生的作用效果一樣嗎?
生:不一樣.
師:所以力是既有大小又有方向的物理量,這樣的物理量叫什么?以前我們所學的哪幾個物理量和力具有相同的情況?
生:這樣既有大小又有方向的物理量稱為矢量,我們在以前的學習中位移、速度、加速度都是矢量.
師:物理量都有自己的'單位,力的單位是什么呢?
生:力的單位是牛頓,簡稱牛,符號是N.
師:要想測量力的大小,我們可以用什么工具呢?
生:可以用測力計(彈簧秤).
師:要具體描述作用在物體上的一個力,我們可以采用什么樣的方法?
生:可以用力的圖示的方法.
師:要想畫力的圖示,需要了解哪幾個問題?
生:力的三要素:大小、方向和作用點.
師:下面我們就進行一下力的圖示的練習.
(多媒體投影例題)
[參考例題]
如圖3—1—1所示,繩對物體豎直向上的拉力大小為150N,用力的圖示法表示拉力.
解析:畫力的圖示要嚴格按照以下步驟進行:
(1)選定標度.
(2)從作用點沿力的方向畫一線段,線段長短按選定的標度和力的大小畫.線段上加刻度,如圖甲所示從O點豎直向上畫一段3倍于標度的線段;
(3)在線段終點上加箭頭表示力的方向.為了簡便也可以照圖乙那樣不畫物體,而用質(zhì)點來表示物體,畫出力F的圖示.
學生活動:做例題中物體受力的圖示,教師巡回指導,幫助水平較差的學生,把做得好的同學的圖示用實物投影投到大屏幕上,和學生自己做的進行比較,也可以讓同位之間互換進行檢查,找出對方的缺點,鍛煉學生發(fā)現(xiàn)錯誤的能力.
師:(微笑)剛才同學們做得很好,看來大家初中的基礎還是比較好的,由于高中對物體進行受力分析的時候很多,力的圖示畫起來比較麻煩,我們以后會經(jīng)常畫一種簡化的力的圖示——力的示意圖.力的示意圖是在力的圖示的基礎上,不對力的大小有具體的要求,只畫力的作用點和方向,表示物體在這個方向上受到了力.我們在以后經(jīng)常要用到這種方法,希望大家能夠熟練掌握.
[課堂訓練]
下列關于力的說法中正確的是…………………………………………( )
A. 射出槍口的子彈,能打到很遠的距離,是因為子彈離開槍口后受到一個推力作用
B.甲用力把乙推倒,說明只是甲對乙有力的作用,乙對甲沒有力的作用
C. 只有有生命或有動力的物體才會施力,無生命或無動力的物體只會受到力
D.任何一個物體,一定既是受力物體,也是施力物體
解析:子彈在槍管內(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的強大推力,使子彈離開槍口時有很大的速度,但子彈離開槍口以后,只受重力和空氣阻力作用,并沒有一個所謂的推力,因為不可能找到這個“推力”的施力物體;故不存在,所以A錯.物體間力的作用總是相互的,甲推乙的同時乙也推甲,故說法B錯.不論物體是否有生命或是否有動力,它們受到別的物體作用時,都會施力,馬拉車時,車也拉馬;書向下壓桌子,桌子也向上推書,故C錯.由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的,找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體,所以每一個物體既是受力物體,又是施力物體,故說法D正確.
(投影展示物體下落的幾幅圖象)
下落的物體可以有從樹上下落的蘋果、跳高運動員、飛機投下救援物資等等.
師:這樣幾個物體有一個共同的特點是什么?
生:它們都落向地球.
師:通過剛才的學習,我們知道力是改變物體運動狀態(tài)的原因,那么物體的下落是由于什么力作用呢?
生:是受到重力的作用.
二、重力
師:重力產(chǎn)生的原因是什么?
生:是由于地球的吸引而使物體受到的力.
師:要研究一個力,首先要研究這個力的三要素,重力的三要素應該怎樣進行研究呢?
生:重力的大小可以用彈簧秤進行測量.
師:同樣一個物體受重力的大小在地球的不同地方是不同的,根據(jù)公式G=mg中的g是我們以前所學的自由落體加速度,它的大小與物體所處的高度和緯度有關.當高度增加時,g的值減。划斁暥仍黾訒r,g的值增大.那么重力的方向是如何的呢?
生:重力的方向是豎直向下的.
師:重力的作用點稱為重心,從效果上看,我們可以認為各部分受到的重力集中在一個點上,這個點叫做物體的重心.物體的重心是如何進行確定的呢?
生l:如果是規(guī)則形狀的物體,物體的重心一定在物體的幾何中心.
生2:不一定,當物體密度分布不均勻時,即使是規(guī)則形狀的物體,重心也不一定在物體的幾何中心.比如一個空杯子,逐漸地向里面注入水,它的重心應該不斷地變化.所以應該說成規(guī)則形狀并且質(zhì)量分布均勻的物體重心是在幾何中心.
師:(鼓勵的微笑)剛才這位同學分析得非常好.物體的重心可以隨物體質(zhì)量分布變化而變化.現(xiàn)在這里有一個不規(guī)則形狀的薄木板,大家設計一個實驗方案來標出這塊木板的重心所在.
(學生設計實驗,對實驗方案進行討論)
[參考案例]
用懸掛法確定薄板的重心
這是一種老師們比較熟悉的方法.演示時可以增加重心在物體之外的情況.例如,如圖3—1—2所示的薄板,在用懸掛法確定了物體的重心之后,在板上固定一條細線ab,再在其重心c處拴上細線提拉,可使薄板水平平衡.
生:可以用懸掛的方法來確定這塊薄木板的重心位置.
師:實驗的原理是什么呢?
生:根據(jù)物體的拉力和物體的重力平衡,拉力的方向一定是豎直向上,繩子的反向延長線一定通過重心的位置,我們可以改變薄木板的懸掛點,用兩條直線的交點來確定薄木板的重心.
師:很好,根據(jù)自己的實驗方案,大家分組進行實驗,同時,也可以選擇其他的物體想辦法測出他們的重心,例如我們的直尺、三角板、物理課本、橡皮等等.
(學生進行分組實驗,尋找薄物體的重心)
[課堂訓練]
關于重力的說法,正確的是……………………………………( )
A. 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力
B.只有靜止的物體才受到重力
C.同一物體在地球上無論怎樣運動都受到重力
D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的
答案:CD
解析:重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的,地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生兩個效果:一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動;另一個效果即另一部分力才是重力,也就是說重力通常只是吸引力的一部分.重力只決定于地球?qū)ξ矬w的作用,而與物體的運動狀態(tài)無關,也與物體是否受到其他力的作用無關.
師:除了重力之外,自然界還有很多力的作用,它們的類別很多,根據(jù)不同的分類方法有很多方法,這些相互作用都是由四種基本相互作用演變而來,下面我們來看一下這四種基本相互
作用.
三、四種基本相互作用
(學生自己閱讀教材第56頁四種基本相互作用)
注:由于這一部分是屬于了解性質(zhì)的問題,讓學生自己閱讀,有利于提高學生閱讀科技論文的能力,是學生提高自己水平的很好機會,老師一定要相信學生有這個能力,不能把一切都進行講解,而是應該把這一部分時間讓學生自由支配,鍛煉學生的自學能力,為終身學習作好準備.
師:請同學們把自己閱讀的內(nèi)容總結一下.
生:這一部分敘述的是自然界的四種基本相互作用,它們分別是萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用.
師:它們的基本特點是什么?
生:萬有引力相互作用存在于一切物體之間,相互作用的強度隨距離的增大而減;電磁相互作用是存在于電荷之間和磁體之間,它們的本質(zhì)是相同的,稱之為電磁相互作用;強相互作用和弱相互作用存在范圍很小,它們的作用范圍只有10-15m,但是弱相互作用的強度只有強相互作用的10—12.
師:剛才這幾位同學總結得非常好,自然界的這四種相互作用是近幾十年才發(fā)現(xiàn)的,許多科學家都認為這四種相互作用是一種相互作用不同的體現(xiàn)形式,也就是說有更為一般的一種相互作用就可以解釋自然界所有的力學現(xiàn)象了,這里面包括著名科學家愛因斯坦也支持這種說法,并且在晚年致力于統(tǒng)一場方面的研究但沒有成功.這也給我們同學們留下了需要研究的問題,希望有一天我們的同學當中有一位能夠解決這個問題.同學們有沒有信心解決這個問題呢?
生:有.
點評:通過講解這一部分,可以激發(fā)學生對科學前沿的了解,積極投身到為科學而獻身的隊伍中去.
[小結]
力的概念在初中已經(jīng)有所接觸,但是它的理解仍然是一個難點,關鍵是在于力是物體間的相互作用這一問題上,并且兩個力地位是相同的.重力是在初中已經(jīng)學習過的一個概念,對它的理解主要應該放在重心的研究上,知道不同情況下物體重心的位置.自然界四種基本相互作用是新教材新增的內(nèi)容,對它的理解不必太深,了解這方面的知識,為將來發(fā)展打下基礎.
板書設計:
§ 3.1 重 力
一、力和力的圖示
1.定義
2.單位
3.力的作用效果
4.力的圖示和示意圖
二、重力
1.重力產(chǎn)生的原因:是由于地球的吸引而使物體受到的力.
2.重力的三要素
三、四種基本相互作用
1.萬有引力
2.電磁相互作用
3.強相互作用和弱相互作用.
《重力》教案15
一、引入新課
演示
(1)將一只木球舉到一定的高度讓其自由落下,重力教案。
(2)把一只木球斜向上拋出,觀察其運動路線。
(3)讓一只木球在講臺上沿直線運動,滾到講臺邊后落向地面,觀察其運動路線。
在演示的幾種情況中,球的運動有什么共同之處呢?
不論小球的運動狀態(tài)如何。它最終都落回了地面。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是什么呢?球運動過程中運動狀態(tài)的改變是因為受到了力的作用,球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。這節(jié)課我們就一起來研究這個指向地面的力——重力的知識。
二、新課學習
(一)重力
想想做做請同學們用一根細線拴住自己的橡皮,做如書中圖所示的實驗,說說你的感受。同學們是不是發(fā)現(xiàn)橡皮做圓周運動時需要用力拉著,松開手就會被甩掉。那為什么我們并沒有用繩把月亮拴在地球上,但是月亮總是不停地繞著地球旋轉(zhuǎn),這又是為什么?是不是地球上有某種力,像拉著橡皮的線一樣,在牽著月球呢?
和大家想的意一樣,地球和月亮之間的確存在著相互吸引的力,]蘋果落地和萬有引力。
地球和月亮之間存在著相互吸引的力,這就是萬有引力(universal gravity),萬有引力是偉大的物理學家牛頓發(fā)現(xiàn)的,他是看到蘋果落地受到啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)了萬有引力。
地面附近的物體也會受到地球的吸引,地面附近的物體由于地球的吸引而受到的力叫重力(gravity)。
通常還把重力的大小叫做重量。
1.想一想、你還看到過什么現(xiàn)像是物體受到重力的作用而產(chǎn)生的。
比如現(xiàn)在流行的蹦極、美麗的瀑布、蕩秋千等,還有課前的實驗,木球無論怎樣運動都最終落到地面,就是受到了重力的作用。
2.想想做做地球附近的物體都會受到重力的作用,你知道重力能為我們做什么嗎?
蓋大樓打地基時,就是把夯舉高釋放,夯由于受到重力而向下運動就能將地基夯實。跳水運動員走到高高的跳臺上向下跳時也是由于受到重力作用才能在完成各種動作后入水。人和各種動物是由于受到了重力的作用才能安然地在地球上生存,如果沒有重力,可能就只能像在飛船中的宇航員一樣到處漂了。
(二)重力的大小同學們還記得力的三要素嗎?
力的三要素是力的大小、方向、作用點。
我們就先來研究重力的大小怎樣確定,它和什么因素有關呢?
1.重力的大小同學們可以先大膽猜想一下物體的重力和什么有關?
然后可以參考教材中的提示,用實驗驗證自己的想法,然后交流實驗的情況。
誰知道重力用什么測量?怎樣測量?用彈簧測力計來測量重力。
使用彈簧測力計時要先觀察量程和分度值,如果指標沒有指零還要先進行調(diào)零,然后將被測物體掛在彈簧測力計下方,物體靜止時,根據(jù)指針的位置讀出指示的值即為被測物體的重力。
學生實驗,教師巡視指導,并參與學生的活動。
根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的重力與質(zhì)量關系的圖像是一條過原點的直線。
根據(jù)實驗結果,我們知道每一次測出的重力與其對應質(zhì)量的比值基本上是一個不變的值,這個比值大約是9.8。
實驗結果說明物體所受的重力跟它的'質(zhì)量成正比。
我們用G表示重力,g表示重力和質(zhì)量的比值,同學們實驗的結論就可以用一個公式表示。
請大家自己表示出來,并想一想單位是什么。
g的單位可根據(jù)重力G(N)和質(zhì)量m(kg)的單位得出:g=9.8N/kg。
在使用公式計算時,質(zhì)量(m)的單位必須用kg。
重力(G)的單位必須用N。
粗略計算時,g的值可取10 N/kg。
2.練習練習
1.一塊鋼錠的品質(zhì)是4t,計算它所受到的重力。
G=4×1000kg×9.8 N/kg=39200N注意:質(zhì)量的單位必須用kg。
2.質(zhì)量是50g的雞蛋,重是多少牛(取g=10 N/kg)?
G=50÷1000kg×10 N/kg=0.5N注意:質(zhì)量的單位必須用kg。
3.根據(jù)自己的體重,估算受到的重力的大小。
通常把重力的大小叫做重量。但是在日常生活中,人們習慣將質(zhì)量稱為重量,同學們應注意區(qū)別。
(三)重力的方向知道了物體重力的大小和它的質(zhì)量有關,接下來我們來了解重力的第二個要素:方向。通過實驗和生活經(jīng)驗,我們已經(jīng)了解了一切物體在失去支持時都要落到地面。
演示
(1)觀察拿在手中的小球自由下落的方向。
(2)用一根線把物體懸掛起來,觀察靜止時線的方向。小球受重力自由下落時的方向及懸掛的物體受重力作用使懸線下垂的方向便是重力的方向,這一方向是豎直向下的,所以重力的方向是豎直向下的。
演示
(1)兩條重垂線的方向。它們方向是否相同?
(2)重垂線與水平桌面的方向是否垂直?
(3)重垂線與斜面的方向是否垂直?
兩條重垂線的方向平行,重垂線的方向與水平面垂直,與斜面不垂直。重力的方向總是豎直向下的,不能說垂直向下。
現(xiàn)在請同學們利用重垂線檢查我們教室的墻壁是否豎直,窗臺及課桌面是否水平。說說你們檢查的結果和根據(jù)。
如果重垂線和墻壁是平行的,說明墻壁豎直,如果重垂線和桌面及窗臺是垂直的,則說明桌面和窗臺是水平的。建筑工人之所以用重垂線來檢查所砌的墻是否豎直,就是因為重垂線的方向總是豎直向下的。
我們站在地面上,腳朝下,由于重力的作用可以站得很穩(wěn),但地球是圓形的,在我們“腳下”的人,好像腳是朝上的,他們也能站得穩(wěn),為什么呢? [想想議議]我們所說的“豎直向下”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?qū)τ谒麄兯幍奈恢脕碚f都是豎直向下的。因為地球是球形,所以地球上不同位置上的“下”實際都指向了地球的中心,因此我們所說的豎直向下的“下”指的是指向“地心”。指向地心的方向叫“向下”,背離地心的方向就應該叫做“向上”。正因為地球上不同地方的人們都受到地球指向地心的重力作用,所以各個地方的人們都能安然無恙地生活在地球表面。
(四)重心接下來我們來研究重力的第三個要素:作用點。
出示一根粉筆,這根粉筆受不受重力的作用?
地球附近的物體都會受到重力的作用,所以粉筆也受重力。將一根粉筆分成幾段后。各段粉筆受不受重力?將粉筆分成幾段后,每一小段粉筆仍然受重力作用,物體的每一部分都會受到地球的吸引作用。地球吸引物體的每一部分,但是,物體受到的重力可以看成是集中在一點,這個點叫做物體的重心(centergravity),也就是重力的作用點。如何確定物體的重心呢?重力的作用線一定通過重心,所以可以用類似重垂線的懸掛法確定物體的重心。
請同學們確定一塊方形薄板的重心,并交流自己的做法。
交流:先用細繩系住木板的一點懸掛起來,沿著細繩的方向在木板上畫出一條線;再用細繩系住木板的另一個點懸掛起來。按剛才的方法在木板上畫出另一條線,兩條線的交點就是這個木板的重心。物體的重心位置和物體的形狀、材料是否均勻有關,用懸掛法可以確定各種物體的重心。一般材料均勻、外形規(guī)則的物體的重心,就是這一物體的幾何中心。
(出示粗細均勻的細木棒和木球)如這兩種物體的重心在哪兒?
粗細均勻的木棒的重心在木棒的中點,均勻圓木球的重心在它的球心。
如將一粗細均勻的長棒從中間彎折成90°角,重心還在棒的中點嗎?重心在哪兒?彎折后重心不在棒上,重心的位置可以用懸掛法確定。
想想議議請同學們雙腳分開站好,大家一定能很穩(wěn)地站在地面上,如果身體的各個部位都不動,只讓你抬起一只腳,還能站穩(wěn)嗎?試一試,根據(jù)自己的體驗討論“不倒翁”為什么不倒。走鋼絲的演員為什么要握一根長桿?
如果身體不動,抬起一只腳后就站不住,要想一只腳穩(wěn),身體就必須傾斜,身體傾斜時,人體的重心位置也會跟著移動。走鋼絲的演員的重心位置必須落在鋼絲上時才不會傾倒。人走路,腳下不穩(wěn)時會自然地伸開雙臂保持平衡,因此我覺得走鋼絲的演員手握一根長桿是為了借助加長了的手臂調(diào)整重心,保持平衡。不倒翁身體的下部有一個很重的物體,上部幾乎是空的,因此它的重心很低。將不倒翁扳倒后,重力的作用就會使它回到原來的位置,所以扳不倒。
三、小結 讓學生總結本節(jié)學習到了哪些知識。
1.地面附近的物體,由于受到地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物體是地球。
2.重力是一種常見的力,重力的大小跟物體的質(zhì)量到底是什么關系,我們可以通過實驗來研究一下。
重力和質(zhì)量的關系曲線圖做出來。
通過我們研究發(fā)現(xiàn),重力和質(zhì)量成正比,用來計算大小,g=9.8 N/kg重力的方向是豎直向下的,重力的作用點叫重心。
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