3.1 重力 课时教案-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

3.1《重力》课时教案 学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时 教材 教科版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于教科版高中物理必修第一册第三章第一节，是力学部分的起始课。教材从生活中常见的物体下落现象引入，提出“为什么物体会下落”这一问题，进而引出重力的概念。通过列举地球对物体的吸引作用，阐述重力的定义、方向、大小及重心等基本知识。本节内容为后续学习弹力、摩擦力以及牛顿运动定律打下基础，在整个力学体系中具有承上启下的关键地位。 学情分析 高一学生已具备一定的生活经验，如知道物体下落、苹果落地等现象，但缺乏科学系统的认识。他们在初中阶段初步接触过重力概念，但理解较为浅显，常误认为“重力就是质量”或“重力方向是垂直向下”。学生的抽象思维能力正在发展，对矢量概念的理解尚不深入。本节课将通过实验观察、情境创设和逻辑推理帮助学生突破认知障碍，建立正确的物理观念。 课时教学目标 物理观念 1. 能准确说出重力的产生原因，理解重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。 2. 能判断重力的方向，并能解释“竖直向下”与“垂直向下”的区别。 科学思维 1. 能通过分析自由下落物体的运动轨迹归纳出重力方向的特点，提升归纳推理能力。 2. 能运用公式G=mg进行简单计算，并理解g的物理意义及其在不同地点的变化规律。 科学探究 1. 能设计并参与“探究重力方向”实验，使用细线悬挂小球观察其静止时的方向。 2. 能通过实验寻找薄板状物体的重心位置，理解重心是重力的等效作用点。 科学态度与责任 1. 在实验过程中养成实事求是、严谨认真的科学态度。 2. 认识到重力在日常生活和工程技术中的广泛应用，增强物理学习的兴趣和社会责任感。 教学重点、难点 重点 1. 重力的产生原因、方向和大小的表达式。 2. 重力加速度g的意义及G=mg的应用。 难点 1. 理解“竖直向下”并非指向地心，而是垂直于水平面向下。 2. 理解重心的概念及其与物体形状、质量分布的关系。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习 教具准备 铁架台、细线、小球、水平仪、不规则薄木板、铅笔、支架、多媒体课件 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入 【5分钟】 一、创设情境，引发思考 （一）、播放视频：苹果落地与航天员漂浮 教师播放一段短视频：前半段展示牛顿在苹果树下被苹果砸中的经典画面，慢镜头呈现苹果自由下落的过程；后半段切换至国际空间站内，宇航员在舱内漂浮，喝水时水珠悬浮空中。视频结束后，教师提问：“同样是物体，为什么苹果会落向地面，而宇航员却能漂浮在空中？”引导学生对比两种截然不同的现象。 （二）、提出驱动性问题 教师继续追问：“我们每天走路、跳跃，最终都会回到地面，这背后是不是有一种看不见的力量在起作用？这种力量是什么？它来自哪里？它的方向又是怎样的？”通过这一系列层层递进的问题，激发学生的求知欲和探究兴趣。同时强调：“今天我们将揭开这个伴随我们一生却不曾深究的秘密——重力。” （三）、回顾已有认知 教师邀请几位同学分享他们对“重力”的初步理解。例如：“你觉得重力是什么？”“你认为重力的方向是怎样的？”“有没有可能某个地方没有重力？”根据学生的回答，教师不做评判，而是将其记录在黑板一侧，作为后续探究的认知起点。 1. 观看视频，感受物体下落与失重现象的差异。 2. 思考并回答教师提出的引导性问题。 3. 分享自己对重力的已有认识。 4. 对比他人观点，形成初步疑问。 评价任务 观察能力：☆☆☆ 问题意识：☆☆☆ 表达意愿：☆☆☆ 设计意图 通过真实而富有张力的情境对比，迅速抓住学生注意力，制造认知冲突，激发探究动机。以“苹果落地”这一科学史经典案例引入，既贴近生活又蕴含科学精神，有助于培养学生的问题意识和科学好奇心。 新知建构 【15分钟】 一、什么是重力？ （一）、定义重力 教师结合刚才的视频和学生发言，正式给出重力的科学定义：“由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。”强调“地球的吸引”是根本原因，“物体受到的力”是结果。进一步说明：重力的施力物体是地球，受力物体是我们身边的各种物体。举例说明：无论是书本、桌子还是空气中的尘埃，只要在地球附近，都会受到重力的作用。 （二）、辨析常见误区 针对学生可能混淆“重力”与“质量”的情况，教师明确指出：质量是物体所含物质的多少，单位是千克（kg），是一个标量；而重力是一种力，单位是牛顿（N），是一个矢量，既有大小也有方向。两者不能混为一谈。并通过类比帮助理解：“质量就像一个人的‘体重数值’，而重力则是地球对这个人‘拉拽的力量’。” 二、重力的方向 （一）、演示实验：悬挂小球法 教师组装实验装置：将细线一端固定在铁架台上，另一端悬挂一个小球，待其静止后观察细线的方向。提问：“细线为什么是直的？它指示的是什么方向？”引导学生发现细线始终沿一个特定方向伸展。教师重复多次实验，改变悬挂点位置，发现细线方向始终一致。 （二）、引入“竖直向下”概念 教师讲解：“物理学中把这个方向称为‘竖直向下’。注意，这不是简单的‘向下’，也不是‘垂直向下’。‘竖直向下’特指垂直于当地水平面指向地心的方向。”为了验证这一点，教师拿出水平仪放置在讲台上，显示当前讲台表面为水平面，再用细线悬挂小球，发现细线方向确实与水平面垂直。 （三）、拓展思考：全球范围内的方向一致性 教师提出问题：“如果我们在中国、在美国、在澳大利亚分别做这个实验，细线的方向都一样吗？”引导学生思考地球是球体的事实。通过PPT动画展示：无论在地球哪个位置，悬挂的小球静止时，细线延长线几乎都指向地心。因此，“竖直向下”在全球范围内并不平行，而是汇聚于地心附近。但在局部小范围内可近似视为平行。 1. 倾听并理解重力的定义及其与质量的区别。 2. 观察实验现象，记录细线方向。 3. 参与讨论，理解“竖直向下”的确切含义。 4. 结合地球形状思考方向的全球特性。 评价任务 概念理解：☆☆☆ 实验观察能力：☆☆☆ 空间想象能力：☆☆☆ 设计意图 通过精准的语言表述和直观的实验演示，帮助学生建立清晰的物理概念。特别强调“竖直向下”这一易错点，利用实验与理论相结合的方式破除迷思概念。借助地球模型和动画，提升学生的空间想象力，深化对物理规律普适性的认识。 规律探究 【12分钟】 一、重力的大小 （一）、提出问题：重力有多大？ 教师提问：“同一个物体，在不同地方受到的重力是否相同？比如从赤道到两极？”“不同质量的物体，受到的重力是否一样？”引导学生进行猜想。有学生可能认为质量越大重力越大，也有学生可能认为所有物体下落速度相同所以重力相同。 （二）、介绍重力公式G=mg 教师在黑板上写出重力的计算公式：G = mg。解释各符号含义：G表示重力，单位牛顿（N）；m表示物体的质量，单位千克（kg）；g表示重力加速度，单位米每二次方秒（m/s²）。说明g是一个比例系数，反映了单位质量所受的重力大小。 （三）、讲解g的取值与变化 教师指出：在地球表面附近，g的平均值约为9.8 m/s²，有时为方便计算可取10 m/s²。但g并非恒定不变：随纬度升高略有增大（因地球自转导致赤道处离心效应更强），随高度增加而减小。举例说明：珠穆朗玛峰顶的g值比海平面小约0.3%。此外，不同星球g值不同，如月球g≈1.6 m/s²，仅为地球的六分之一。 （四）、例题示范：计算书包重力 教师出示一道例题：“一个质量为5kg的书包，受到的重力是多少？（取g=10 m/s²）”带领学生一步步代入公式计算：G = mg = 5 kg × 10 N/kg = 50 N。强调单位换算和书写规范。 二、重心的概念 （一）、引入重心 教师提问：“既然重力作用在整个物体上，那我们在画力的示意图时，应该把重力画在哪里呢？”引导学生思考如何简化处理。引出“重心”概念：重力的等效作用点，即我们可以认为整个物体的重力集中作用于这一点。 （二）、实验探究：找薄板重心 教师发放不规则形状的薄木板、细线和支架，指导学生进行实验：用细线悬挂薄板边缘某一点，待其静止后，用铅笔沿细线方向在板上画一条直线；再换另一个悬挂点重复操作，画出第二条直线；两条直线的交点即为该薄板的重心位置。提醒学生注意悬挂稳定后再画线。 1. 提出关于重力大小的合理猜想。 2. 理解并记忆G=mg公式及其应用条件。 3. 参与实验，动手寻找薄板的重心。 4. 记录实验数据，得出结论。 评价任务 公式应用能力：☆☆☆ 实验操作技能：☆☆☆ 数据分析能力：☆☆☆ 设计意图 通过问题驱动，引导学生主动参与知识构建过程。公式教学注重物理意义而非机械记忆，结合实例说明g的变化规律，拓宽视野。重心实验设计巧妙，让学生亲手操作，体验“等效替代”思想，深刻理解抽象概念的实际意义，培养动手能力和科学探究素养。 巩固应用 【8分钟】 一、课堂练习与反馈 （一）、完成基础计算题 教师投影两道练习题： 1. 一名中学生质量约为50kg，他在地球表面受到的重力约为多少？（g取10 N/kg） 2. 若该学生登上月球，他的质量是否变化？重力约为多少？（月球g取1.6 N/kg） 要求学生独立完成，两名学生上台板演解题过程。教师巡视全班，及时发现问题并个别指导。 （二）、辨析判断题 教师出示判断题： ① 重力的方向总是垂直向下。（×） ② 质量大的物体一定比质量小的物体重。（×） ③ 物体的重心一定在物体上。（×） 组织学生小组讨论后举手抢答，并说明理由。 对于第三题，可举出圆环重心在中心空洞处的例子加以说明。 二、联系实际：生活中的重力 （一）、列举应用实例 教师引导学生思考：“生活中哪些地方利用了重力？哪些地方需要克服重力？”学生自由发言，如：水电站利用水的重力势能发电、滑梯让孩子顺着重力下滑、起重机需克服重力提升货物、建筑工人用重锤线检验墙面是否竖直等。 （二）、情感升华 教师总结：“重力看似平凡，却是维系我们生存的基础力量。它让雨水回归大地，滋养万物；它让江河奔流不息，孕育文明。正如伽利略在比萨斜塔上的实验所揭示的那样，自然界的规律往往隐藏在最普通的现象之中。学会用物理的眼光看待世界，你会发现每一天都充满奇迹。” 1. 独立完成练习题，掌握公式应用。 2. 小组讨论判断题，辨析概念误区。 3. 积极发言，列举生活中的重力应用。 4. 感悟物理与生活的紧密联系。 评价任务 知识迁移能力：☆☆☆ 批判性思维：☆☆☆ 表达交流能力：☆☆☆ 设计意图 通过阶梯式练习巩固核心知识，及时诊断学习效果。设置典型错误选项强化辨析能力，避免思维定势。联系生活实际，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。结尾引用科学史实并辅以诗意语言，提升课堂人文内涵，激发学生热爱科学的情感。 课堂总结 【5分钟】 一、结构化回顾 （一）、梳理知识脉络 教师带领学生共同回顾本节课主要内容：首先，我们知道了重力是由于地球吸引而产生的力；其次，明确了重力的方向是竖直向下，且在局部范围内可用重锤线来检验；再次，掌握了重力大小的计算公式G=mg，并了解了g值的影响因素；最后，认识了重心这一重要概念，并学会了用悬挂法测定不规则薄板的重心。 （二）、强调核心思想 教师特别强调：“重力不是质量，而是地球对物体的引力表现；‘竖直向下’不等于‘垂直向下’，它是相对于水平面而言的；重心不一定在物体内部，它是等效作用点。”再次澄清易错点，强化正确观念。 二、激励展望 （一）、埋下学习伏笔 教师启发：“今天我们研究的是地球给我们的‘拥抱’——重力。那么，如果两个物体之间没有直接接触，它们之间还能产生力吗？比如磁铁相吸、梳子吸引纸屑？下节课我们将一起探索另一种神秘的力——弹力，看看物体形变时会产生怎样的力量。”通过设疑激发学生对下一课的期待。 （二）、结束语 “牛顿曾说：‘我之所以看得远，是因为站在巨人的肩膀上。’而今天我们每一个人，也都正站在无数科学家探索的肩膀上，去触摸宇宙的秩序。愿你们保持好奇，勇敢发问，在物理的世界里不断攀登新的高峰。” 1. 跟随教师回顾知识点，形成知识网络。 2. 强化对核心概念和易错点的理解。 3. 思考教师提出的新问题，产生探究欲望。 4. 感受科学精神，树立学习信心。 评价任务 知识整合能力：☆☆☆ 反思能力：☆☆☆ 学习动机：☆☆☆ 设计意图 采用结构化与激励性相结合的总结方式，既系统梳理知识框架，又突出重点难点。通过名人名言和富有哲理的语言收尾，赋予课堂更深层次的精神价值。设置悬念式过渡，自然衔接下一课内容，保持学生持续的学习热情和探索动力。 作业设计 一、基础巩固题 1. 下列关于重力的说法中正确的是（ ） A. 重力就是地球对物体的吸引力 B. 重力的方向总是垂直于接触面向下 C. 重力的方向总是竖直向下 D. 物体的重心一定在物体上 2. 一个质量为2.5kg的铅球，受到的重力是多少牛？（g取10 N/kg） 3. 宇航员将一块石头从地球带到月球，则该石头的质量______，受到的重力______。（填“变大”、“变小”或“不变”） 二、能力提升题 4.一块不规则塑料板，请用文字描述如何利用细线和支架找出它的重心位置。 （提示：可参考课堂实验方法） 5. 解释为什么在建筑工地上工人常用重锤线来检查墙壁是否砌得竖直。 三、拓展探究题 6. 查阅资料，了解我国“天宫”空间站内的航天员处于失重状态的原因，并简要说明重力在其中的作用。 【答案解析】 一、基础巩固题 1. C 【解析】A项错误，重力是地球吸引力的一个分力；B项错误，“垂直向下”说法不准确，应为“竖直向下”；D项错误，如圆环重心不在物体上。 2. G = mg = 2.5 kg × 10 N/kg = 25 N 3. 不变；变小 【解析】质量是物体属性，不随位置改变；月球g值小于地球，故重力变小。 二、能力提升题 4. 将塑料板边缘某点用细线悬挂起来，待其静止后，沿细线方向在板上画一条直线；更换另一个悬挂点重复上述操作，画出第二条直线；两条直线的交点即为塑料板的重心。 5. 因为重力的方向是竖直向下的，当重锤线与墙面平行时，说明墙面也是竖直的，符合建筑要求。 板书设计 第三章 第一节 重 力 【左侧】 一、什么是重力？ → 定义：由于地球的吸引而使物体受到的力 → 施力物体：地球 → 单位：牛顿（N） 二、重力的方向 → 竖直向下（⊥水平面） → 实验：悬挂小球法 → 重锤线 【中部】 三、重力的大小 → 公式：G = mg → g ≈ 9.8 N/kg（或10 N/kg） → g随纬度↑而↑，随高度↑而↓ 【右侧】 四、重心 → 概念：重力的等效作用点 → 特点：可在物体上，也可在物体外 → 测定：悬挂法（两线交点） 教学反思 成功之处 1. 情境导入效果显著，苹果落地与太空漂浮的对比强烈，有效激发了学生兴趣和探究欲望。 2. 实验设计贴近学生认知，悬挂小球和找重心两个实验操作简便、现象明显，学生参与度高，较好地突破了“竖直向下”和“重心”两个难点。 3. 教学语言注重科学性与人文性结合，引用牛顿、伽利略等科学家事迹，提升了课堂的文化品位。 不足之处 1. 在讲解g值变化时，部分学生对“纬度影响”的理解仍显模糊，缺少直观的数据对比支撑。 2. 重心实验环节时间稍紧，个别小组未能顺利完成两次悬挂画线操作。 3. 对于“失重”概念仅作提及，未深入展开，可能导致学生产生新的疑惑。 学科网（北京）股份有限公司 $