内容正文:
智想卓育 RJ 8年级下
第3节 重力
【核心素养目标】
物理观念
1.认识重力,知道重力是如何产生的。
2.了解重力的大小与质量的关系,能正确书写重力大小与质量的关系式G=mg,并能进行简单的计算。
3.知道重力的方向,并能够应用其解决实际生活中的问题,会画重力的示意图。
4.了解重力的由来。
科学思维与探究
1.通过学生无论如何向空中抛乒乓球,最终乒乓球都要落到地面的实验,让学生来认识重力。
2.过探究重力的大小与什么因素有关的实验,知道重力的大小与质量的关系,并且会用数学上描点、连线的方法,画出重力与质量的坐标图像。
3.学会用比值法、图像法处理重力的大小跟质量的关系。
科学态度与责任
1.通过身边的小实验,让学生感受到物理就在身边,激发学生探究科学知识的兴趣。
2.通过探究重力的大小跟质量的关系实验,培养学生分析处理数据的能力。
3.在探究活动中增强学生的合作意识,培养小组的团队精神。
4.能利用物理知识解释生活中有关现象,从物理到生活。
【教学重点】
探究重力的大小与质量的关系,重力的方向以及G=mg的计算
【教学难点】
画重力与质量的坐标图像
【教学方法】
讲授法、讨论法、演示实验法、列举实例法、多媒体课件演示法
【教学准备】
天平、钩码、弹簧测力计,细线,小石块、铁架台等
教学过程
一、引入新课
水总是由高处向低处流,向空中撒开的渔网,要飘落到水里,熟透了的苹果要落向地面……
水往低处流 散开的渔网飘落到水里 熟透的苹果向地面下落
这些很平常的现象,蕴含着深刻的物理规律,今天我们一起去揭开现象背后隐藏的奥秘吧。
二、新课教学
1.重力的概念
师:播放投影,提问:生活中的现象,抛出去的物体为什么往下掉?
生:观察并思考,提出猜想。
师:引导并总结。因为地球对地面附近的物体有吸引作用,这种作用是物体和地球之间的相互作用,通常把地球对物体的作用称为---重力。
定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。通常用G表示。
(1)地面附近的一切物体都受到重力的作用。
(2)施力物体:地球。
(3)受力物体:地面上和地面附近的所有物体。
(4)重力是非接触力,在空中运动或静止的物体同样受重力作用。
二、重力的大小
活动:让学生拿起不同的物体,如笔、铅笔盒、课本、书包等,仔细感受用力的大小。
我们举起不同的物体,会有轻重不同的感觉,所用力的大小也不同。这表明不同物体受到的重力是有大有小的。
提出问题:物体重力的大小可能与什么因素有关呢?有什么关系呢?说出你猜想的依据。
思考并提出猜想。大量的生活经验告诉我们,质量不同的物体所受的重力不同。
那么,重力小与质量存在怎样的数量关系呢?我们可以通过实验进行探究。
设计实验
(1)用什么工具测量重力?用弹簧测力测量重力
(2)需要测量哪些物理量?质量、重力。
(3)实验器材:弹簧测力计、质量为50g的钩码(数个)、铁架台。
(4)实验方法:测出已知质量的钩码的重力,比较它们受到的重力大小。
进行实验、收集证据
(1)调节弹簧测力计指针到零刻度线处;
(2)将一个钩码挂在弹簧测力计下,用弹簧测力计测出其重力,填写在表格中;
(3)逐次增加钩码个数,分别测出对应的重力,并填写在表格中。
实验数据
质量 m/kg
0.05
0.1
0.15
0.20
0.25
0.30
重力 G/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
2.94
重力/质量 (N/kg)
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
分析数据:
以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量关系图像。
观察表格中的数据和画出的图像,从中你能得到什么结论?
分析数据和图像,钩码的质量增大几倍,受到的重力也增大几倍,物体受到的重力与其质量的比值相同;图像大致是一条过原点的直线,得出物体受到的重力与其质量成正比。
实验结论:
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比。
(2)每一次测出的重力与其对应质量的比值基本上是一个不变的值,这个比值大约是9.8 N/kg。
(3)如果用g表示这个比值,重力与质量的关系可以写成G/m=g或G=mg。g=9.8 N/kg的物理意义:质量为1kg的物体受到的重力为9.8 N。
拓展知识
在地球上的不同位置,这个比值g略有不同,地球赤道附近g值最小,越靠近两极g值越大。
总结:1.重力的大小:物体所受的重力与物体的质量成正比。
2.公式:G=mg
符号的意义及单位:G—重力—牛顿(N) ;m—质量—千克(kg)
g=9.8N/kg (粗略计算时g=10 N/kg)。
3.重力的大小与物体的形状无关,与物体的地理位置有关。
三、重力的方向
演示实验:探究重力的方向
实验步骤:
(1)用细线将重物吊在铁架台上自由下垂,观察细线静止时的方向;
(2)将铁架台倾斜一定的角度,观察细线静止时的方向;
(3)调整铁架台倾斜的角度,观察细线静止时的方向;
(4)通过比较不同情况下细线静止时的方向
(5)剪断细线观察重物下落的方向,分析并总结结论。
我们可以通过观察悬线的方向和剪断细线后重物下落的方向就知道重物的重力的方向,实验证实重力的方向总是竖直向下的。
结论:重力的方向是竖直向下(垂直于水平面向下)
1.重力的方向:重力的方向总是竖直向下的。竖直向下的含义也可以理解为“垂直于水平面向下”或者认为重力的方向大致指向地心。重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态及位置无关。
2. 重力方向的应用
重垂线:用一根细线将物体悬挂起来,物体静止时,细线下垂的方向跟重力的方向一致,这样的线叫作重垂线。
(1)原理:是利用重力的方向总是竖直向下的性质制成的。
(2)作用:
①检查墙壁是否竖直:
②利用水平仪检查桌面是否水平
观看教材“想想议议”栏目并回答问题。
我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。但地球是球形的,在我们“脚下”的南美洲居民,好像是脚朝“上”的,他们为什么也站得很稳呢?我们通常所说的“下”,到底指的是什么方向呢?
指向地心。
指向地心的方向为“向下”;远离地心的方向为“向上”。
四、重心
物体的每一部分都被地球吸引着,但是,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上,这个点叫作物体的重心。
1.重心:重力在物体上的等效作用点叫作重心。
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上,如:方形薄木板的重心在两条对角线的交点;球的重心在球心;粗细均匀的棒的重心在它的中点。
(2)形状不规则、质量分布不均匀的物体,其重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
①悬挂法确定重心:如图所示。先在A点把薄板悬挂起来,薄板静止时,所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上,所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在C点把薄板悬挂起来,同理知,薄板的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。
②支撑法确定重心:如果物体的重心正好被另一个物体支起,物体就是平稳的不会掉落。
如图所示,把勺子放在手指上,仔细调节勺子的位置,使其在手指上达到一个平衡状态,物体的重心与支点在同一竖直线上,在支点的上方。
(3)物体重心的位置,不一定都在物体上。如图所示:光碟、手镯的重心就不在环上,而在环心处;足球的重心再球心。
2.为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
思考与讨论:“不倒翁”为什么“不倒”?
重心越低,物体越稳定。上轻下重的物体比较稳定,也就是说重心越低越稳定。当不倒翁在竖立状态处于平衡时,重心和接触点的距离最小,即重心最低。偏离平衡位置后,重心总是升高的。所以不倒翁无论如何摇摆,总是不倒的。
五、重力由来
想想做做:用一根细线栓住一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这时,你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉。
橡皮因受绳子的拉力才没被甩出去。
月亮绕地球转动。由于地球与月亮之间有相互吸引的力,月球因受地球的吸引力才没被甩出去。这个力与地球吸引苹果,使苹果下落的力是一样的。
早在300多年前伟大的科学家牛顿从苹果落地这一司空见惯的现象中得到启发,并总结前人研究成果而发现“宇宙间间的物体,大到天体,小到灰尘,都存在互相吸引的力,这就是“万有引力”。
重力的由来:重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
三、课堂小结
让学生自己归纳总结本节课的学习效果。
四、布置作业
五、板书设计
第3节 重力
一、定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力
施力物体:地球
二、重力的三要素
大小:G=mg(g=9.8 N/kg)
方向:竖直向下
作用点:重心
三、重力的由来
学科网(北京)股份有限公司
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