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第四節(jié)重力 教案二
第四節(jié)重力 教案二重點、難點分析
1.重力
重力的概念比較復(fù)雜,而且比較抽象.由于學(xué)生在日常生活中對重力有一些模糊的認識,而且有些認識是不科學(xué)的,例如有的學(xué)生認為重力是物體自己施加的,這樣給教學(xué)造成一定的困難.因而在進行“重力”這部分內(nèi)容的教學(xué)時應(yīng)從以下幾個方面分層次進行.
(1)從觀察入手,手中的物體離開手以后豎直下落,而且速度越來越快;向上拋出的小球在上升過程中速度越來越慢,升高到一定高度改變運動方向向下降落.
(2)分析思考,物體下落速度越來越快,向上拋出的物體速度越來越慢,物體升高到一定高度改變運動方向,都是物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變,由于力可以改變物體的運動狀態(tài),說明物體受到了力的作用.
(3)物體下降時速度越來越快,向上拋出時越來越慢,升高到一定高度改變了運動方向,說明物體受到了向下的力.
(4)有受力物體必然有施力物體,這個施力物體就是地球,是由于地球的吸引而使物體受到了力.由此得出重力的概念.
2.重力的方向豎直向下
關(guān)于重力的方向,在學(xué)生中易出現(xiàn)兩個錯誤說法:一是把豎直向下說成垂直向下,或者誤認為與接觸面垂直.由于學(xué)生對放在斜面上的物體可以沿斜面下滑有感性認識,因此認為這時重力的方向是沿斜面向下的,為了解決上述學(xué)生中的問題,建議在教學(xué)中采取以下方法.
(1)認真觀察物體自由下落的方向,懸掛物體的線自由下垂的方向,然后向?qū)W生明確,這個方向被人們稱為豎直方向,所以重力的方向豎直向下.
。2)從數(shù)學(xué)知識可以知道,垂直是兩條線、兩個平面,或者是線與平面之間的位置關(guān)系,但是重垂線的方向與水平桌面垂直、與斜面不垂直,因此講垂直向下或者講與接觸面垂直是錯誤的.
3.重心
重力在物體上的作用點,叫做物體的重心,當一個物體的幾何形狀及質(zhì)量分布不發(fā)生改變時,它的重心位置相對物體來說也是確定的,并不隨物體放置的位置改變而改變.但如果形狀發(fā)生了變化,其重心位置一般也將發(fā)生改變,如一個人在運動時其重心位置就會不斷發(fā)生變化.
分布均勻,形狀規(guī)則的物體其重心在其幾何中心,如球形,正方體,圓柱體等.
重心的位置不一定都在物體上,例如一個圓環(huán)其重心就不在環(huán)上,而在圓心上.
對于不規(guī)則的物體,其重心可以采用懸掛法來確定.
師生互動活動設(shè)計
1.觀察手中的物體離開手后自由下落,向上拋出的物體速度越來越慢最后改變方向自由下落,通過分析這些現(xiàn)象得出重力的概念.
2.通過實驗得出重力與質(zhì)量的關(guān)系
3.通過觀察、分析、討論認識重力的方向是豎直向下的.
4.小實驗,確定重心的位置.
課時安排 1課時
教具學(xué)具準備 重垂線、彈簧秤、鉤碼
教學(xué)設(shè)計示例
。ㄒ唬⿲(dǎo)入新課
實驗一:教師將小球放在手中,松開手,請同學(xué)們觀察松開手以后小球如何運動?它的運動狀態(tài)變了沒有?為什么會發(fā)生這些現(xiàn)象?
教師進行實驗,反復(fù)幾次,然后請同學(xué)回答上述問題.
小球下落,它的速度越來越快,它的運動狀態(tài)發(fā)生了變化.由于力可以改變物體的運動狀態(tài),可見小球受到了力的作用.
在教師的引導(dǎo)下,由學(xué)生回答出“力的方向是向下的.”
實驗二:教師向上拋出一個小球,請同學(xué)們認真觀察小球整個運動過程中的情況.
教師進行實驗,反復(fù)幾次,請同學(xué)敘述觀察到的現(xiàn)象.
提問:為什么小球在拋出以后運動的速度越來越慢,為什么小球會改變運動方向?
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上指出:以上現(xiàn)象都說明小球受到了一個向下的力,一個物體受到力的作用,一定有另外的物體對它施加這種作用.拋出小球以后、小球向上運動,速度越來越慢.上升到一定高度改變運動方向,向下運動,而且速度越來越快.產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是由于小球受到了地球的吸引而受到了力.這個力我們叫它重力.
。ǘ┬抡n教學(xué)
1.重力的方向
老師:放在講桌上的粉筆盒、板擦,同學(xué)們課桌上放的書、鉛筆盒,以及桌子、椅子,包括我們自己在內(nèi)受不受重力?
[學(xué)生]都受到重力.
。劾蠋煟葜亓Φ氖┝ξ矬w是誰?
。蹖W(xué)生]是地球.
[老師]在地面附近有沒有不受重力的物體?
。蹖W(xué)生]沒有.
。劾蠋煟菡埻瑢W(xué)們看一下,在鐵架臺的橫桿上用線掛著幾個物體,有重錘、有砝碼.懸掛物體的線自由下垂的方向,剛才我們看到的小球自由落下的方向,一致不一致?
。蹖W(xué)生]這些方向都是一樣的.
我們把這個方向叫豎直向下,所以重力的方向是豎直向下的.
2.重力的大小
日常生活經(jīng)驗告訴我們,重力是有大小的,這里有兩個金屬球,一個大一個小,我們請一位同學(xué)到前面來把這兩個金屬球放在手心感覺一下.
請一位同學(xué)到前邊來拿起金屬球.
。劾蠋煟葸@兩個金屬球哪個質(zhì)量大?
。蹖W(xué)生]大金屬球.
。劾蠋煟莞鶕(jù)你日常生活中的經(jīng)驗,哪個金屬球的重力大?
。蹖W(xué)生]大球.
。劾蠋煟萁饘偾虻闹亓退馁|(zhì)量是什么關(guān)系?
。蹖W(xué)生]質(zhì)量越大的金屬球,它的重力也越大.
。劾蠋煟莼卮鸬暮軐Γ@只是一個定性的結(jié)論,下面我們定量的研究這個問題.在研究這個問題之前我們先要明確一下,物體所受重力的大小可以用彈簧秤來測量,(把大小兩個金屬球用膠條固定兩根小線,并掛在兩個彈簧秤上)大金屬球彈簧秤示數(shù)大,掛小金屬球的彈簧秤示數(shù)小,彈簧秤的讀數(shù)就等于物體的重力.我們每個同學(xué)的課桌上有一個彈簧秤和3個100g的鉤碼,請同學(xué)們分別測出100g、200g、300g的鉤碼所受的重力,并計算出重力跟質(zhì)量的比值,把測量值和計算結(jié)果填在教材P96的表格中.下面開始實驗.
實驗過程中教師在同學(xué)中巡視,進行指導(dǎo),了解實驗情況,實驗結(jié)束后請同學(xué)說出自己測出的三次重力值和物體的重力與它的質(zhì)量的比值,將學(xué)生測得的值寫在黑板上.由于彈簧秤不十分精確以及測量中不可避免的誤差,計算出的比值不會正好等于9.8N/kg.應(yīng)要求學(xué)生實事求是的說出自己的測量值,教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)值不準確的原因.
大量的實驗和我們?nèi)粘I钪械慕?jīng)驗都告訴我們,質(zhì)量增大幾倍,重力也增大幾倍、物體的重力與質(zhì)量成正比,它們的比值是9.8N/kg,如果用G表示重力,m表示質(zhì)量,g表示9.8N/kg,那么重力與質(zhì)量的關(guān)系可以寫成如下表達式 .
請同學(xué)考慮一下g=9.8N/kg,它的物理意義是什么?
質(zhì)量是1kg的物體,受到的重力是9.8N.(這個結(jié)論如果學(xué)生一時說不出,教師應(yīng)通過對實驗結(jié)果的分析逐步進行引導(dǎo))
利用這個公式,我們可以已知質(zhì)量計算出物體的重力,也可以已知重力求出物體的質(zhì)
量.但計算中要注意質(zhì)量的單位用千克,計算出重力的單位是牛.下面請同學(xué)們計算一下,質(zhì)量是450g的物體重力是多少?
學(xué)生練習(xí),教師巡視,練習(xí)結(jié)束后請學(xué)生說出計算過程,教師將學(xué)生回答內(nèi)容寫在黑板上,最后形成正確解題過程的板書.
例題 質(zhì)量是450g的物體受到的重力是多少?
已知
求 G=?
解
答 物體受到的重力是4.41N.
4.重心
請同學(xué)們把直尺、鋼筆、鉛筆放在手指上并且讓它們能靜止不動.
學(xué)生進行小實驗,實驗結(jié)束后教師提問.
是不是隨便怎么放,直尺、鋼筆等物品都可以在手指上靜止不動.
不是,對每一樣?xùn)|西總是有一個固定的位置.
這個實驗告訴我們,物體受到的重力可以看成集中在一個點上,如果這個點正好在手指中間的位置,物體就可以不掉下來,這點是重力在物體上的作用點,我們叫它重心.
老師:剛才實驗中同學(xué)們是否注意到,直尺重心的位置與鋼筆、圓珠筆等物體重心的位置有什么不同,沒注意的同學(xué)可以再試一下.
[學(xué)生]直尺重心的位置正好在中間的位置,鋼筆、圓珠筆就不在中間.
[老師]同學(xué)們觀察的很好,這說明物體重心的位置與物體的形狀,材料是否均勻有關(guān).
外形規(guī)則,密度均勻的物體的重心就在它的幾何中心,如球心、圓心、正方形對角線的交點.
現(xiàn)在同學(xué)們的課桌上都有兩塊不規(guī)則的紙板,大家能不能想一個辦法,迅速、準確的找到它重心的位置.
組織學(xué)生討論,最后引導(dǎo)大家利用重力的方向豎直向下這一物理規(guī)律,利用幾何中兩條
直線相交確定一個點的數(shù)學(xué)規(guī)律歸納出用吊線法來確定不規(guī)則物體重心的位置.
(三)總結(jié)、擴展
今天我們研究了重力,實際研究了兩個問題,首先,我們研究了什么是重力,重力的概念比較復(fù)雜,初中只能作一般的了解.17世紀末,英國科學(xué)家牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn),任何兩個物體之間都存在引力,引力的大小與兩個物體質(zhì)量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比,這個引力稱之為萬有引力,地球與物體之間的萬有引力就是一般我們所說的地球引力,但是一般地說重力并不等于地球引力,所以我們的教材中在講重力時只說“物體由于地球吸引而受到的力叫做重力”,并沒講重力就是地球的吸引力,也沒有給出重力的定義.由于這個問題比較復(fù)雜,今后到高中還要作進一步研究.今天研究的第二個問題是重力的三要素,即重力大小的計算、重力的方向、重力的作用點.這三個問題對于今后學(xué)習(xí)物理十分重要,因此一定要掌握.
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