内容正文:
7.3《重力》教学设计
一、教材分析
本节是在学习了力和弹力的一般概念的基础上进一步研究重力。重力是最的力之一,在力学学习中具有广泛的应用。在进行物体的受力分析时,通常先分析重力,因此重力在力学中具有基础性地位。
关于重力的方向,教材通过物体下落的运动方向、悬挂物体的自由下垂方向来说明重力的方向,这种方法比直接告诉学生“竖直向下 ”更符合认知逻辑,也更有助于学生理解“竖直 ”和“垂直 ”的不同含义。教材还介绍了铅垂线在生活 中的应用,进一步帮助学生体会物理知识的实际价值,增强现实关联性。
对于探究重力大小与质量的关系,学生已经具备独立进行实验探究的能力,可以让学生独立完成实验,通过实验总结出重力与质量的规律。在此过程中,重点关注的是实验数据的处理方法。教材通过给出的表格,提示了使用比值来处理数据的方法,同时教师也可以引导学生采用不同的方式来分析数据。在这个实验中,学生不仅可以体会到知识的形成过程,还能锻炼他们的动手能力,体会物理学作为一门实验学科的特点,从而提高他们的数据分析和归纳总结能力,提升物理核心素养。
二、学情分析
学生已经初步学习了力的概念,了解了力的三要素及力的作用效果,会用弹簧测力计测量力的大小,这为进一步学习重力这一节内容奠定了知识基础。在生 活经验方面,学生熟悉物体下落、称重等现象,但可能存在一些认知误区,例如认为只有重的物体才受重力作用,忽视了重力的普遍性,或者混淆质量和重力、重量的概念,不清楚它们之间的区别和联系。此外,他们可能对重力的方向理解不深,对于重心的概念,更是感到陌生。因此,在教学中,需要结合学生的认知特点和实际经验,采用直观、生动的教学方法,引导学生通过观察、实验和探究,逐步建立对重力概念的科学认识。要重视纠正学生的认知误区,帮助他们理解重力的本质特征,培养科学思维能力和探究精神。
三、教学目标
1、了解重力、重心的概念,知道重力与质量的关系。能够利用重 心的知识解释生活中的一些现象。
2、了解重心是理想模型。在解释生活中有关重力现象和利用重心 的知识分析问题时,有使用科学证据的意识,培养科学推理能力。
3、能基于观察和实验,提出重力与质量关系的合理猜想,能制订 初步的实验方案,采用表格记录数据,能利用作图法处理数据,得出重力与质量 成正比的实验结论。
4、了解重力概念源于对自然现象的观察、实验和推理,体 会物理与人类生活和社会发展的关系。了解重力在生活、航天、建筑等领域的广泛应用,体会物理知识对人类社会发展的重要性,增强运用物理知识服务社会的 责任感。
四、教学重点
重力的概念及探究重力与质量的关系。
五、教学难点
重力的方向和重心。
六、教学过程
(一)新课引入
播放“神舟十七号 ”载人飞船返回舱成功着陆的视频。
设计意图:通过播放“神舟十七号 ”返回舱着陆的精彩视频,吸引学生的注 意力,激发他们对航天科技和物理知识的好奇心,使学生更主动地投入到新课的学习中 。飞船的成功着陆是重力作用的直接体现,通过这一生动的实例,帮助学生直观地感受重力的存在及其作用 ,拉近物理知识与现实生活的距离。
(二)新课教学
1. 重力的概念
活动1 :观看倾泻而下的瀑布画面,演示竖直抛出的篮球会落回地面。
解释:水流、篮球最终落向地面,都是因为受到了地球的吸引。
地球像长了无数只大手,拽着它周围的每一样东西。我们把由于地球的吸引而使地面附近的物体受到的力,称为重力。
设计意图:通过观察实际现象和创设情境,加深学生对重物下落原因的认识, 激发学习兴趣,引发求知欲,并认识到一切物体在失去支持的时候都要向地面掉落。
2. 重力的大小
活动2 :探究重力与质量的关系。
通过举不同质量的哑铃引导学生猜想:重力的大小可能与物体的质量有关。
实验器材:质量已知的钩码若干、弹簧测力计。
实验步骤:
(1)弹簧测力计竖直方向上调零;(2)分别把 1 个、2 个、3 个……钩码 静止悬挂在弹簧测力计下,读出每一次弹簧测力计的示数 F 及钩码的质量 m,并 记录在表格中;(3)作出 G—m 关系图像;(4)分析与论证。
设计意图:让学生经历探究重力大小跟什么因素有关的实验过程,通过实际 测量不同数量钩码所受的重力,让学生在实验中直观感受质量增加时重力相应增 加的现象,从而理解重力与质量的定量关系。通过实验设计和数据记录 ,引导学生进行观察 、分析,帮助他们学会通过实验数据发现物理规律,培养科学探究和 逻辑推理能力。
活动3 :利用公式进行重力大小的计算。
设计意图:通过计算重力大小 ,让学生理解并掌握重力公式 G=mg ,并理解重力与质量的关系。
3. 重力的方向
活动4:播放物体自由下落的轨迹视频。进行演示实验:将铅垂线放入水槽,并将水槽逐渐倾斜。引导学生观察铅垂线与水平面的位置关系。
设计意图:通过播放物体自由下落的轨迹视频,让学生直观感受重力是竖直 向下的,通过将铅垂线放入水槽并逐渐倾斜水槽,引导学生观察铅垂线与水平面的位置关系, 帮助学生形成重力方向始终是竖直向下。
活动5 :介绍铅垂线,并举例说明如何根据铅垂线判断挂画是否竖直。介绍 水平仪,让学生尝试判断水平仪所处的平面哪边更高。
设计意图:通过举例说明如何用铅垂线判断挂画是否竖直及让学生自己动手尝试判断水平仪所处平面哪边高,帮助学生认识到物理工具在日常生活中的应用, 增加了课堂的互动性和参与度,增强了学习的现实关联性,激发他们对物理知识的兴趣。
4.重力的作用点
活动6 :用手指支撑一个硬纸板,使其平衡。
物体都是有一定的形状、体积的,物体的每一小部分都受到重力的作用,但 我们在画重力示意图的时候,不可能每一小部分都画出一个重力。为了研究的方便,我们可以将物体受到的重力等效作用在某一个点上,这个作用点称为物体的重心。
介绍判断不规则物体重心方法。
(1)支撑法:对于形状不规则的物体可用支撑法来找它的重心。如把汤匙放在手指上,仔细调节支撑汤匙的支点,使其在手指上平衡,这时就可以知道汤匙的重心就在支点上方如图所示。
(2) 悬挂法:质量分布不均匀或形状不规则的薄板状物体,它的重心可用悬挂法来确定。如图所示,先在A点把物体悬挂起来,物体静止时,所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上,所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在C点把物体悬挂起来,同理知,物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。
设计意图:通过用手指支撑硬纸板使其保持平衡,学生可以直观感受到物体平衡时的支撑点的位置,这个支撑点实际上就是物体的重心。通过这样的实际体验, 帮助学生理解重心的物理意义。
活动7 :观看重心高低不同影响物体稳定程度的视频。
设计意图:认识到重心越低物体越稳定,继续将物理与生活实际相结合,分析生活中常见的降低重心提高稳定程度的事例。
(三)课堂小结
本节课我们主要学习了:重力的定义、重力的三要素以及作重力的示意图。引导学生总结,通过本节课的学习,在知识上和方法上的收获。
7、 板书设计
7.3重力
(一)重力
1.定义:由于地球的吸引而使地球附近的物体受到的力叫作重力,用符号G表示。
2.重力的单位:N。
3.重力的方向:竖直向下。
4.重力的作用点: 重心
(二)重力与质量的关系
1.测量:用弹簧测力计测量。
2.计算:G=mg,物体所受重力跟它的质量成正比。
八、教学反思
设计亮点:以参与度高的活动引入,可以迅速调动学生的积极性,为本节课奠定良好的基础。本节课设计的核心理念是“以学生的发展为本”,始终让学生带着问题,在愉快的心境中开展探究活动。本节课以力的三要素为线索,建立重力的概念,注重数学方法在物理学科中的应用,以培养学生学科迁移和综合的能力。在活动中,教师作为引导者,以促进学生发展为主,引导学生在探究和活动中自主发现问题、解决问题。
改进:鉴于学生认知水平有限,不宜过多讲解万有引力的知识,以免学生在重力概念上认识不到位。这也是教师在教学中需要注意的,避免学生将重力等同于万有引力,产生错误认识。
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