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2019-2020年高中物理 重力教案 新人教版必修1 課 題 3.1 重 力 課 型 新授課（2課時） 教 學(xué) 目 標(biāo) 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(rèn)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(guān)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(rèn)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(guān)． 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(xué)方法． 情感態(tài)度與價值觀 1．通過實例激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲、激勵探索與創(chuàng)新的意識． 2．通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神． 3．通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)全面觀察分析問題的能力． 教學(xué)重點、難點 教學(xué)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(xué)難點 1．力的概念． 2．重心的概念和位置． 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)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． 教 學(xué) 活 動 [新課導(dǎo)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(xué)生觀察討論，引發(fā)學(xué)生的興趣 師：通過以上的觀看，大家可以總結(jié)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(xué)觀察得很仔細(xì)，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(xué)] 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(fēng)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(jié)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(dāng)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(xué)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(xué)的話總結(jié)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(jié)合上面的分析，再加上我們初中所學(xué)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(dāng)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(xué)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(xué)習(xí)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(jìn)行一下力的圖示的練習(xí)． (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(yán)格按照以下步驟進(jìn)行： (1)選定標(biāo)度． (2)從作用點沿力的方向畫一線段，線段長短按選定的標(biāo)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(biāo)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(xué)生活動：做例題中物體受力的圖示，教師巡回指導(dǎo)，幫助水平較差的學(xué)生，把做得好的同學(xué)的圖示用實物投影投到大屏幕上，和學(xué)生自己做的進(jìn)行比較，也可以讓同位之間互換進(jìn)行檢查，找出對方的缺點，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯誤的能力． 師：(微笑)剛才同學(xué)們做得很好，看來大家初中的基礎(chǔ)還是比較好的，由于高中對物體進(jìn)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(chǔ)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(xùn)練] 下列關(guān)于力的說法中正確的是…………………………………………( ) A. 射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)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(xué)習(xí)，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(yīng)該怎樣進(jìn)行研究呢? 生：重力的大小可以用彈簧秤進(jìn)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(xué)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(guān)．當(dāng)高度增加時，g的值減??；當(dāng)緯度增加時，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(rèn)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(jìn)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(dāng)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(yīng)該不斷地變化．所以應(yīng)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(xué)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(shè)計一個實驗方案來標(biāo)出這塊木板的重心所在． (學(xué)生設(shè)計實驗，對實驗方案進(jìn)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(xì)線ab，再在其重心c處拴上細(xì)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(jìn)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(xué)生進(jìn)行分組實驗，尋找薄物體的重心) [課堂訓(xùn)練] 關(guān)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(guān)，也與物體是否受到其他力的作用無關(guān)． 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(xué)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(xué)生自己閱讀，有利于提高學(xué)生閱讀科技論文的能力，是學(xué)生提高自己水平的很好機會，老師一定要相信學(xué)生有這個能力，不能把一切都進(jìn)行講解，而是應(yīng)該把這一部分時間讓學(xué)生自由支配，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力，為終身學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備． 師：請同學(xué)們把自己閱讀的內(nèi)容總結(jié)一下． 生：這一部分?jǐn)⑹龅氖亲匀唤绲乃姆N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?。浑姶畔嗷プ饔檬谴嬖谟陔姾芍g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(xué)總結(jié)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(xué)家都認(rèn)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(xué)現(xiàn)象了，這里面包括著名科學(xué)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(xué)們留下了需要研究的問題，希望有一天我們的同學(xué)當(dāng)中有一位能夠解決這個問題．同學(xué)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(xué)生對科學(xué)前沿的了解，積極投身到為科學(xué)而獻(xiàn)身的隊伍中去． [小結(jié)] 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(guān)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(xué)習(xí)過的一個概念，對它的理解主要應(yīng)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(chǔ)． 學(xué) 生 活 動 作 業(yè) [布置作業(yè)] 教材第57頁問題與練習(xí)． [課外訓(xùn)練] 1．下列說法中正確的是……………………………………( ) A．有的物體自己就有力，如爆炸的手榴彈，所以這個力可以沒有施力物體 B．力不能離開物體而存在 C. 不接觸的物體之間一定沒有力的作用 D．有物體存在就一定存在力 2．如果地面上一切物體受到的重力都消失了，則不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是…( ) A．江河的水不會流動 B．雞毛和鐵球都可以懸浮在空中 C．天不會下雨 D．一切物體的質(zhì)量都變?yōu)榱? 3．一個邊長為2m的質(zhì)量均勻分布的正方形薄板，一邊放在水平桌面上，薄板平面與桌面垂直，繞其位于桌面上的一個頂點轉(zhuǎn)到薄板平面的對角線處于豎直位置的過程中，其重心位置升高了_________m． 板 書 設(shè) 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． 教 學(xué) 后 記