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高中物理重力教案

時間:2023-01-05 17:52:37 物理教案 我要投稿

高中物理重力教案

  作為一位無私奉獻的人民教師,往往需要進行教案編寫工作,借助教案可以恰當地選擇和運用教學方法,調動學生學習的積極性。那么優秀的教案是什么樣的呢?下面是小編整理的高中物理重力教案,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。

高中物理重力教案

高中物理重力教案1

  一、教學目標:

  (一)知識與技能

  1.理解重力勢能的概念,強調“勢”的含義,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性。

  (二)過程與方法

  用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系,親身感受知識的建立過程。

  (三)情感、態度與價值觀

  滲透從對生活中有關物理現象的觀察,得到物理結論的方法,激發和培養學生探索自然規律的興趣。

  二、教學重難點:

  1.教學重點:重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

  2.教學難點:重力勢能的相對性和系統性。

  三、教學過程:

  (一)新課引入

  我們在追尋守恒量一節中找到了一個不變的量,并把它叫作能量。對于能量是如何來定義或是量度的呢?我們物理學中是通過功能關系來定義,并規定:功是能量轉化的量度。實際上,物體做功的過程就是能量轉化的過程。比如:把一個質量為m的物塊舉高,物塊要克服重力做功的過程中,同時伴隨著它的重力勢能也在變化。這節課,我們就從重力做功的角度來定量地研究重力勢能的表達式。[板書:重力勢能]

  (二)新課教學

  1.重力做的功[板書]

  提問1:前面我們提到恒力做功(除摩擦力外)有什么特點?如1,小球在力F作用下由A點運動到B點過程中,力F做功怎么求?

  (學生)答:恒力做功與物體運動的路徑無關,只與初末位置有關。力F做的功為:。

  總結:對于給定的物體,其重力所做的功應該也有這個特點。

  (1)重力做功的特點:

  重力對物體做的功只跟它的起點和終點的位置有關,與物體運動的路徑無關。[板書]

  提問2:怎么來證明呢?(讓學生看書思考一下)

  教師提示:如2所示,物體由A點沿三條不同的路徑運動到B點的過程中,重力做的'功為多少?(這里用到了微元思想)

  總結:在這個過程中,重力所做的功都為:,得證重力做功與其運動路徑無關,只與初末位置有關。

  擴展:對于今后凡是碰到哪個力做功與路徑無關,我們都可以引入一個相應的勢能概念。

  (2)重力做功的表達式:。

  提問3:回過來看一看,既然功是能量轉化的量度,表達式的右邊表示的是什么?

  總結:表示的能量之差,、就應該是物體在初末位置所對應的能量。也就是說就是我們尋找的重力勢能的表達式。

  2.重力勢能[板書]

  (1)定義:物體所受的重力與其所處的高度的乘積。

  (2)表達式:。

  (3)理解:①狀態量,②標量,③單位:焦耳(J)。

  (4)特點:

  ①具有相對性。因高度h具有相對性,重力勢能也具有相對性。

  提問4:對于講桌上的粉筆盒,它所處的高度是多少?(等待學生思考)

  要確定高度就必須先確定一個參考平面。我們把所選的參考平面認為勢能為零。物體處在零勢能面之上,就認為勢能為正;處在零勢能面之下,就認為勢能為負。

  提問5:物體大小形狀不能忽略時,它距參考平面的高度怎么來確定?(等待學生思考)

  物體大小形狀不能忽略時,它距參考平面的高度應是物體重心到參考面的高度。如3所示。

  ②重力勢能有正負,正負表示大小。

  ③具有系統性。物體的重力是地球施加的,如果沒有地球,就不可能受到重力作用。重力勢能應該歸物體和地球所共有的。

  例1 如4所示,質量m=0.5kg的小球,從桌面以上高h1=1.2m的A點下落到地面的B點,桌面高h2=0.8m。

  (1)在表格中的空白處按要求填入數據。

  所選擇的的參考平面

  小球在A點的重力勢能

  小球在B點的重力勢能

  整個過程中小球重力做的功

  整個下落過程中小球重力勢能的變化

  桌面

  地面

  (2)如果下落時有空氣阻力,表格中的數據是否會改變?

  3.重力勢能與重力做功的關系[板書]

  上面重力做功的表達式就可以寫成:。

  討論:當重力做正功時,重力勢能就要減小,即。當重力做負功時,重力勢能就要增加,即。

  重力勢能的變化定義為:。(與參考面的選取無關。)

  提問6:我們發現例1中,整個過程中小球重力做的功與整個下落過程中小球重力勢能的變化成什么關系?

  總結:重力勢能的變化與重力做功的關系:。

  例2 質量為m的均勻鏈條長為L,開始放在光滑的水平桌面上時,有的長度懸在桌面邊緣,如5所示,松手后,鏈條滑離桌面,問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少?

  四、課堂小結:

  1.重力做功的特點:與路徑無關,只與起點和終點的高度差有關。

  2.重力勢能:。

  3.重力勢能具有相對性與系統性,具有正負且表示大小。

  4.重力做功與重力勢能變化的關系:。

  五、作業布置:

  課本66頁問題與練習第2、4題。

高中物理重力教案2

  教學目標

  知識目標

  1、認識重力產生的條件。

  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、通過本節課的學習,會分析各個物體的重心。

  2、聯系實際,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、本節重點是:重力的實質(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);大小(G=mg);

  2、重心的確定

  質量分布均勻的規則幾何形狀的物體的重心在幾何中心上;質量分布不均勻的物體,重心的位置不僅跟物體質量的分布有關,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,可以向學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。關于重心和質心的區分的有關內容教師可以參考擴展資料中的《重心和質心》。

  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容的時候,往往將物體的平衡內容(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,在圖片資料中我們為大家提供了雙圓錐(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

  (一)重力

  通過水會自動由高向低流動、樹葉的飄落等等自然現象提出:

  問題:什么是重力?它是怎樣產生的?

  回答:重力:由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。重力產生的原因:由于地球的吸引而產生。

  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,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。質量均勻的規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)。質量不均勻的物體重心,跟形狀、質量分布有關。對于質量分布不均勻、形狀不規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:地球對地面上的物體有力的作用,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,要強調物體受到的重力不等于物體與地球之間的萬有引力)

  (二)、讓學生閱讀有關萬有引力的文章

  (三)、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。

  內容:采用懸掛法得到某一不規則形狀(質量分布不均勻)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。

  內容:參考“探究活動”中所給的“質心與重心的求解”內容,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,其質量依次為。

  (2)如圖(b)所示,質量分布均勻的三角板。

  (3)如圖(c)所示,勻質圓板,被挖去的小圓與大圓內切。

  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,每一份的質心都在其中點上,則質心定在AB邊中線CD上,同理也在BC邊中線AE上,∴板ABC的質心在其幾何重心上。

  (3)解題思路:將負質量與坐標法結合起來求解:設圓板面積密度為,則大圓板質量,小圓板質量,再以O點為原點,方向為x軸正方向,應用坐標法得,∴其質心在C點左側處。

  2 、如圖所示,有兩個相同的勻質實心球,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,勻質桿重量為,長度,試求系統的重心位置。

  答案:C點左側0.53 R處。解題思路:以C點為原點,cb方向為x軸正方向,結合坐標法與負質量法求解。

高中物理重力教案3

  一.教學內容:

  重力與重心

  知識重點:

  1.理解力的概念,知道力是矢量。

  2.知道力是物體間的相互作用,力不能脫離物體而存在,在具體問題中能找出施力物體和受力物體。

  3.知道重心的概念以及均勻物體重心的位置。二.重點、難點:

  1.知道力的作用效果,知道力的名稱可按力的性質和力的作用效果來命名。

  2.知道重力的大小和方向,會用公式G=mg(g=9.8N/kg)計算重力。

  主要內容講解:一.力

  1.定義:力是物體間的相互作用2.特征:

  1)物質性:產生力的前提是有物體,而且是兩個物體。

  一個孤立的物體不會存在力,力不能脫離開施力物體和受力物體而獨立存在。在研究一個物體受力時,不一定指明施力物體,但施力物體一定存在且能找到。

  2)相互性:只要有力發生,就一定有施力物體和受力物體;施力物體同時也是受力物體。

  3)矢量性:力既有大小又有方向。

  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:子彈在槍管內受到火藥爆炸所產生的強大推力,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。 3.力的作用效果:1)使物體發生形變

  2)可使物體的運動狀態發生改變

  4.力的三要素:大小、方向、作用點(即哪些因素影響了力的作用效果?)

  5.力的表示:

  1)力的圖示:就是用一根帶箭頭的線段來表示力。要準確地表示出力的三要素

  例2.小車在水平方向受到向右的100N的力F,如何表示這個力呢?

  解:首先確定比例如下:

  20N根據條件畫出力的圖示如下:

  F

  說明:在力的圖示中,必須明確表示出力的作用點、方向和大小,即必須明確表示出力的三要素。

  2)力的示意圖。

  在分析物體的受力情況時,只需要在圖中畫出力的方向,不畫大小,表示物體在這個方向上受到了力。 6.力的種類:

  按性質分:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。

  按效果分:拉力、壓力、支持力、浮力、動力、阻力等。 7.力的測量:彈簧秤二.重力與重心

  1.重力是由于地球對物體的吸引而使物體受到的力。

  重力并不是地球的吸引力,而是由于吸引力產生的,而不能說地球的吸引力就是物體的重力。

  重力的反作用力:是物體對地球的引力,作用在地球上。

  例3.關于重力的說法,正確的是A.重力就是地球對物體的`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生的

  答案:CD解析:重力是由于物體受到地球的吸引而產生的,地球對物體的吸引力產生兩個效果:一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉動;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。重力只決定于地球對物體的作用,而與物體的運動狀態無關,也與物體是否受到其他力的作用無關。 2.重力的方向和大小

  1)重力的方向豎直向下。

  強調:豎直向下不能說成垂直向下,豎直向下指的是與水平地面相垂直,不能籠統指垂直方向。

  2)重力大小與物體質量關系:G=mg(g=9.8N/kg)

  強調:g值在地球的不同位置取值不同,同學閱讀課本內容可知,赤道上g值最小,而兩極g值最大。一般的處理方法:在地面附近不太大的范圍內,可認為g值是恒定的。

  3)測量:懸掛在彈簧秤下,靜止時彈簧秤的示數3.重心:

  通俗點講,重心就是重力的作用點。就是在研究問題時,從效果上看,可以認為物體各部分受到的重力作用集中于一點,這一點就叫物體的重心。

  我們把物體的全部質量壓縮成一點將不影響研究結果,這就是物理學的一種等效代替的思想。

  1)質量分布均勻的物體的重心,跟物體的形狀有關。有規則形狀的物體,其重心在此幾何中心上。

  2)質量分布均勻的形狀不規則的薄板的重心可用懸掛法找到。

  歸納:物體的重心可在物體之上,也可在物體之外。

  3)質量分布不均勻的物體,重心的位置即跟形狀有關,也與質

  量分布有關。

  比如:往高處疊放東西,重心不斷隨高度而上移。 4.重心與穩定:

  重心的高低與支承面的大小決定物體的穩定程度。

  當重力作用線落到物體的支持面以外時,物體就會傾倒【模擬試題】(答題時間:30分鐘)1.下列關于力的說法正確的是A.一個力可能有兩個施力物體B.不存在不受力的物體

  C.物體受到力的作用,其運動狀態未必改變D.物體發生形變時,一定受到力的作用2.關于力的說法,正確的是

  A.有力作用在物體上,其運動狀態一定改變B.力是使物體產生形變的原因

  C.力的三要素相同,作用效果一定相同D.一對互相平衡的力一定是相同性質的力3.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

  4.如果地面上一切物體受到的重力都消失了,則不可能出現的現象是

  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.一切物體的質量都變為零

  5.關于物體的重心,下列說法正確的是A.物體的重心一定在物體上

  B.任何物體的重心都在它的幾何中心上C.物體的形狀發生改變其重心位置一定改變

  D.物體放置的位置發生改變,重心對物體的位置不會改變6.圖1所示的ABC是木匠用的曲尺,它是用粗細不同、質量分布均勻,AB和BC相等的木料做成,D是AC連線的中點,E是AB的中點F和BC的中點G連線的中點,則曲尺的重心在

  A.B點

  B.D點

  C.E點

  D.G點7.關于重心的說法,正確的是A.重心就是物體內最重的一點B.物體的重心位置有可能變化

  C.把一物抬到高處,其重心在空間的位置也升高了

  D.背躍式跳高運動員,在躍過橫桿時,其重心在身體之外8.關于重力的大小,以下說法正確的是

  A.懸掛在豎直繩子上的物體,繩子對它的拉力一定等于其重力B.靜止在水平面上的物體對水平面的壓力一定等于其重力C.物體所受的重力與它的運動狀態無關

  D.向上運動的物體所受重力可能小于向下運動的物體所受重力9.放在桌上的書本,受到支持力的作用,其受力物體是______,施力物體是______;同時,書對桌面的壓力,其受力物體是______,施力物體是______。由此可見,一個物體既是______,又是______。 10.下列各種力:(1)重力(2)拉力(3)支持力(4)彈力(5)浮力(6)摩擦力(7)動力(8)推力。屬于按力的性質分類的是______,屬于按作用效果分類的是______(用序號填寫)。

  11.重力是由于______而產生的,它的方向______,重力的作用點可認為作用在物體的______上。 12.一個邊長為2 m的質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。

  13.畫出下面幾個物體所受重力的圖示。

  (1)放在水平桌面上的質量m=0.05 kg的墨水瓶。

  (2)豎直向上飛行的質量m=2×103 kg的火箭。

  (3)沿著滑梯下滑的質量m=20 kg的小孩。

  (4)拋出后在空中飛行的質量m=4 kg的鉛球。 14.如圖2,正方體邊長為L,今用一力作用于AB邊,使其繞C'D'邊轉動,直到平面ABC'D'處于豎直位置,求:正方體的重心升高了多少?

  B C A B' C' A' D'

  圖2 15.兩位同學在看體育比賽時,發現“背越式”跳高比“跨越式”跳高好得多,請你來探究一下這個問題,說說為什么是這樣的。

  【試題答案】

  1.BCD 2.BC 3.B

  4.D 5.D 6.C

  7.BCD 8.C 9.書本,桌面,桌面,書本,施力物體,受力物體

  10.(1)(4)(6),(2)(3)(5)(7)(8)11.地球吸引,豎直向下,重心12.21 13.略

  21L2 14.

  15“背越式”跳高與“跨越式”跳高相比較,在跳過相同高度的橫桿時,重心升高要低一些,對運動員來說容易做到,有助于跳高運動員成績的提高,所以說“背越式”跳高要優于“跨越式”跳高。

高中物理重力教案4

  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,認識力能使物體發生形變或使物體運動狀態發生改變.

  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量的關系.

  4.知道物體重心的含義.

  5.知道重力產生的原因及其定義.

  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.能通過多個實驗現象歸納得出力的作用是相互的.

  4.自己動手,找不規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.

  情感態度與價值觀

  1.通過實例激發學生對科學的求知欲、激勵探索與創新的意識.

  2.通過實驗,培養學生的團結協作精神.

  3.通過本節課的學習,培養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,已知質量的鉤碼,重垂線,鉛筆,刻度尺,質量均勻的金屬板等.

  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)、火箭發射、壓縮海綿”等錄像資料.

  學生觀察討論,引發學生的興趣

  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,彈簧對壓縮它的物體的力的作用.

  師:所有這些現象說明了什么?

  生:要使物體形狀發生變化,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,可以發現箱子開始運動了,說明是力使物體從靜止變為運動了.可見力可以使物體從靜止變為運動.

  生2:汽車停下來,首先要剎車,可見要使物體從運動變為靜止,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,發現足球的運動方向發生了變化,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:力是物體運動狀態發生變化的原因.

  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,力是物體運動狀態變化的原因,力是物體發生形變的原因.

  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,鍛煉學生發現錯誤的能力.

  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:子彈在槍管內受到火藥爆炸所產生的強大推力,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的值減小;當緯度增加時,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.所以應該說成規則形狀并且質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量分布變化而變化.現在這里有一個不規則形狀的薄木板,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. 重力就是地球對物體的吸引力

  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生的

  答案:CD

  解析:重力是由于物體受到地球的吸引而產生的,地球對物體的吸引力產生兩個效果:一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉動;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.重力只決定于地球對物體的作用,而與物體的運動狀態無關,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現的,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容,對它的理解不必太深,了解這方面的知識,為將來發展打下基礎.

  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.

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