内容正文:
第四节 来自地球的力
◇教学目标◇
【知识目标】
1.通过常见事例或实验,了解重力。
2.通过实验探究,了解物体所受重力和物体质量的关系。
3.知道g=9.8 N/kg和它所表示的物理意义。
4.知道重力的方向是竖直向下的,以及重垂线的广泛应用。
5.了解重心及不同形状物体重心的确定方法。
【能力目标】
1.通过观察分析,认识重力作用的种种表现,重力的方向,会判断形状规则的物体的重心,培养学生动手操作、分析推理、解决实际问题的能力。
2.让学生经历“观察—猜想—实验—归纳”的学习过程,探究物体所受的重力跟物体质量之间的关系。
【素养目标】
通过认识重力作用的表现,用自制重垂线判断墙壁是否竖直、桌面是否水平,了解提高稳定程度的技巧,解决身边的问题,提高学生学习物理的兴趣。
◇教学重难点◇
【教学重点】
重力的产生、探究物体所受重力与其质量的关系、重力的方向、形状规则物体重心的确定方法。
【教学难点】
重力不是地球对物体的吸引力、“竖直”与“垂直”的关系、建构重心概念用到的研究方法、形状规则的不同物体重心的判断。
◇教学过程◇
一、新课导入
你玩过“套圈”游戏吗?人站在圈外,距小玩具一定距离,人向小玩具抛圈,抛出的圈如果套住小玩具,小玩具就会属于你,如图所示。请思考:抛出的圈为什么会落向地面呢?
二、教学步骤
探究点1 重力的认识
[阅读课本]P111“重力……说法”
[小组讨论](1)重力是怎么产生的?
(2)重力的施力物体是什么?
[归纳提升](1)产生:重力是地球附近一切物体都要受到的力,它是由于地球对物体的吸引而产生的。
表示:重力通常用字母G来表示。
(2)施力物体:地球。
[班内交流]重力是地球对物体的吸引力吗?为什么?
[分析]重力是物体由于受到地球吸引而产生的,但重力不是地球对物体的吸引力,这是因为地球的吸引作用不仅仅是产生重力(把物体拉向地面),还有带着物体绕地球转动的作用。认为重力就是地球的吸引力是不正确的。
探究点2 重力的大小
[阅读课本]P111“重力的大小”
[小组讨论](1)研究物体受到的重力与其质量的关系,应该选取什么物体作为研究对象?除此之外,还需要哪些器材?
(2)研究物体受到的重力与其质量的关系,其实验思路是什么?应测量哪些量的大小?
[实验]分别把1只、2只、3只……6只钩码挂在弹簧测力计下(如图所示),记下弹簧测力计每一次的示数,并填在下表中。
钩码数
质量m/kg
物重G/N
物重跟质量的比值
/(N·kg-1)
1
0.05
0.49
9.8
2
0.10
0.98
9.8
3
0.15
1.47
9.8
4
0.20
1.96
9.8
5
0.25
2.45
9.8
6
0.30
2.94
9.8
[归纳提升](1)应该选用材料与质量不同的若干个物体作为研究对象。需要使用天平测量物体的质量,使用弹簧测力计测量物体受到的重力。另外,为保证实验结论的正确,应该进行多组实验。
(2)实验思路:测算同一物体的物重与其质量的比值是否是一定值。为此,应测量同一物体的质量、其受到的重力大小。
[班内交流]分析收集的数据,可得到什么结论?
[分析](1)分析表格中的数据,可知物体所受重力的大小跟它的质量成正比;物重跟质量的比值是定值。
(2)物重跟质量的关系式是=g或G=mg。
(3)字母g表示一个物体的物重跟这个物体的质量之比,g=9.8 N/kg表示质量为1 kg的物体受到的重力约为9.8 N。
(4)在地球上不同纬度的地方,g值一般不同。同一物体在不同的星球上,受到的重力不同,如月球表面上g=1.6 N/kg,则物体在月球表面上受到的重力约为在地球表面上的。在精确度要求不高的情况下,可取g=10 N/kg。
P113 例题
知所求:求张华的体重和王芳的质量。
因为是两个人的质量和体重,物理学中采取给物理量加下标的方式加以区分,通用的物理量不用加下标,如g。
明思路:张华的体重应根据G=mg计算,王芳的质量应根据m=计算。
细解答:张华的体重
G1=m1g=50 kg×9.8 N/kg=490 N
王芳的质量
m2==40 kg
探究点3 重力的方向
[阅读课本]P113~P114“重力的方向”
[小组讨论](1)重力的方向是怎样的?
(2)重垂线是根据什么原理制成的?它有哪些应用?
[归纳提升](1)重力的方向:总是竖直向下。
(2)重垂线的原理是利用了重力的方向总是竖直向下。利用重垂线可以检查工作台面是否水平,检查墙壁上的画是否挂正。
[班内交流]“竖直”与“垂直”一样吗?
[分析]“竖直”与“垂直”不同。“竖直”是指与水平面垂直的方向,竖直向下是重物自由下落的方向;而“垂直”是指与某个面成90°角,垂直受面的影响,会因为面的不