3.1 重力与弹力 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.1重力与弹力 【教材分析】 物体相互作用的初步知识、重力的大小和方向、力的示意图等知识初中物理皆已学习，但对重心概念理解不深，本节引入重心作为知识载体，体现了等效思想。以重力为例，呈现如何利用力的图示和力的示意图表示力的三要素。在弹力部分按照一般弹力到特殊弹力的思路，通过微小形变激发学生的学习兴趣，从宏观形变揭示弹力产生的条件，并根据形变说明弹力产生的原因和弹力的方向。通过实验探究弹簧弹力大小与形变量的关系具体讨论弹力的大小，体现先定性再定量的研究思路。 本节重点是探究弹簧弹力和形变量的关系。因为学生可以体验探究方法，如何设计实验、记录数据、处理数据等，可以为以后继续探究活动提供参考；并且培养学生建立模型、推理论证的能力，注重生活联系实际。 【教学目标】 1. 知道重力的大小和方向。会用公式（）计算重力。 2. 知道用悬绳挂着的静止物体、放在水平面静止的物体，竖直悬绳的拉力或放在水平面静止的物体的压力，大小等于物体受到的重力。 3. 通过观察和实验掌握胡克定律，培养一定的观察能力和初步的分析能力。 【教学重难点】 重点 1．重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。 2．弹力的产生条件和方向。 3．胡克定律的应用。 难点 1．重心概念的理解。 2．弹力的产生条件和方向和掌握胡克定律的应用。 【新课导入】 师：展示雪压弯树枝、手拉长橡皮筋、弹簧压缩的图片。 问：以上的物体都是发生了什么变化？ 生：形状发生了改变。 问：为什么形状改变了？ 生：因为受到了力。 师：展示踢足球、接足球、头顶球的图片，总结分析四个情境。 问：他们的共同点是什么？ 生：都是一个物体作用另一个物体，使他们的形变或运动状态改变。 【新课讲解】 一.重力 1． 重力的概念：地球上的一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。 2． 重力的表示：用特定的字母“G”表示，如图3-1-10所示。 3． 重力的方向：重力的方向总是竖直向下的，不是垂直向下。无论物体是向上运动还是向下运动，加速还是减速，无论什么状态，重力的方向总是竖直向下的。但物体在不同纬度的重力方向不同，如图3-1-11所示，物体重力的方向不一定指向地心，物体只有在赤道和两极时，所受到的重力方向才指向地心，但无论物体在任何地方，重力的方向一定与该处的水平面垂直。（该知识以后学习） 4． 重力的施力物体：由于物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的，所以重力的施力物体是地球。由于物体间力的作用是相互的，所以物体也吸引地球。 5． “重力”与“地球对物体的吸引力”的关系：如图3-1-12所示，地球对物体的吸引力是指向地心的，吸引力有两个作用，一是提供重力，把物体拉向地面；二是提供使物体随地球旋转的向心力。所以重力是“由于地球的吸引而使物体受到的力”而不是“重力就是地球对物体的吸引力”（该知识在以后学习）。 6． 重力的测量： （1）实验室用弹簧测力计测重力，当物体的重力较大时，用电子吊秤或电子地秤测物体的重力。 （2）物体静止时，测量原理是拉力或压力等于物体的重力。 例题5对于重力，下列说法正确的是（ ） A．重力就是地球对物体的吸引力 B．重力一定指向地心 C．由于物体在任何地方的重力的方向都是竖直向下的，所以物体在任何地方的重力的方向都相同 D．物体所受重力的反作用力是物体对地球的吸引力 解析：重力是物体“由于地球的吸引而受到的力”，不是地球对物体的吸引力，故A错误；重力的方向不一定指向地心，故B错误；由于地球是圆形的，在地球上不同位置重力的方向不同，在较小的范围内，可认为重力的方向是相同的，故C错误；地球吸引物体，根据力的作用是相互的可知，物体也吸引地球，故D正确。答案：D 二.重力与质量的关系 1． 重力与质量的关系：物体受到的重力与它质量成正比，比值是9.8N/kg。 2． 重力与质量的关系公式：，其中，G表示重力，单位是N，m表示质量，单位必须是kg，。 3． 对“g”的理解： （1）物理意义：质量是1kg的物体受到的重力是9.8N。 （2）中的“”与自由落体加速度中的“”相同，虽然看起来二者的单位好像不同，但实际上单位也是相同的，我们以后的学习中可以推导出来。 （3）不同地方的g值不一定相同：不同纬度的g值不同，赤道上的最小，两极最大。所以，同一个物体由赤道到两极，质量不变，但重力会变大。 （4）g值随高度的增加而减小。 （5）有时为了计算方便，有些题目给出，但如果不特别指出，按计算。 三.重心 1． 概念：重力在物体上的作用点叫做物体的重心，用字母“O”表示。如图3-1-13所示，实际上，物体的每一部分都受到重力的作用，为了研究问题的方便，可以把问题简化为重力只作用在物体上的一点，这个点就叫做重心，这种研究方法叫做“等效法”。 2． 形状规则、质量分