5.2 弹力 重力（第2课时）（教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理教学设计聚焦重力的概念、三要素及计算，通过生活现象（苹果落地、河水流动等）提问导入，衔接此前弹力与弹簧测力计知识，以实验、视频和例题为支架构建学习脉络。 资料亮点在于实验探究重力与质量关系，结合重垂线应用、重心确定等活动，融入《探究重力的大小与质量的关系》演示实验视频。通过科学探究（数据处理、图像分析）和科学思维（等效思想理解重心），以神舟航天员锻炼例题等生活实例，帮助学生建立物理观念，为教师提供丰富教学资源与活动设计，提升课堂效率。

第2节 弹力 重力（第2课时）（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第2节 弹力 重力（第2课时） 教学 目标 1. 基于生活中常见现象的观察与思考，知道重力的存在。了解重力的三要素。 2. 能应用物体所受重力跟质量的关系进行简单计算。通过分析不同地方的重力方向，加深对“竖直向下”的理解，并能够应用其解决实际生活中的一些问题。通过等效的思想理解重心的概念，发展科学思维。 3. 经历探究重力大小跟质量的关系实验过程，会用表格、图像等方式处理、分析数据，提高信息处理能力，并归纳物体所受的重力跟质量之间的关系，养成勇于探究的科学精神。 教材 分析 本节的主要内容和行文逻辑是： 1. 通过节首图所展示的运动员借助蹦床高高跃起场景，引出弹力及其产生条件的问题。 2. 通过分析生活实例和实验现象，建立弹力的概念，并了解弹力的三要素。 3. 通过实验，了解用弹簧测力计测量力的方法，会使用弹簧测力计测力。 4. 通过常见事例和“自主活动”，建立重力的概念，了解重力的三要素及计算重力大小的方法。 学情分析 八年级学生对重力相关的生活现象已有丰富的感性认知，比如水往低处流、抛出去的物体会落回地面，能轻松列举出大量重力相关的日常实例，对这部分内容的学习充满好奇心与探索欲。 此前学生已经系统学习了力的基础概念、弹力与弹簧测力计的使用方法，具备了初步的实验操作能力，也了解科学探究的基本流程，但整体探究能力仍有明显差异，部分学生在自主设计实验、处理实验数据的环节还需要教师的引导。 这个阶段的学生正处于逻辑思维快速发展的时期，已经具备基础的归纳总结能力，但还难以自主将感性的生活现象升华为理性的物理规律，对“竖直向下”这类抽象概念容易和“垂直向下”混淆，在重力与质量的关系探究中，也需要借助图像分析等直观方式辅助理解，才能逐步建立起完整的重力知识体系。 教学重点 重力的概念；会计算重力的大小。 教学难点 重力的方向。 教学 器材 弹簧测力计、钩码、重垂线、三角板、烧杯（水）、铁架台等。 课件。包含视频资料：①视频讲解—《重力的概念》；②演示实验—《探究重力的大小与质量的关系》；③视频讲解—《确定薄板的重心》；④课堂小结—《重力》。 教学过程 导入新课 【提问】生活中我们常见到这样的现象，熟透了的苹果自动从树上落下，河水由高处向低处流，向空中踢出的足球落向地面，这是为什么？ 学习新课 一、重力 【学生活动】 （1）观察现象：观看倾泻而下的瀑布，空中跳伞的运动员，投掷出去的篮球等与重力有关的画面。思考这些物体为什么会往下落？ （2）做一做：观察乒乓球在高处由静止下落的运动情况；观察沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出的乒乓球的运动情况。 【师生分析】 （1）现象分析。倾泻而下的瀑布、空中的跳伞、投掷出去的篮球，都受到地球的吸引作用，所以从高处落向低处。 （2）使乒乓球从高处由静止下落；或使乒乓球沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出；由于乒乓球都受到地球的吸引作用，所以从高处落向低处。 （3）分析论证：以上各物体的运动状态都发生了变化，表明它们都受到力的作用。这些物体最后都要落向地面。这些物体所受到的力不是由接触产生的，与它们有着共同联系的物体是地球，这些物体都受到地球的吸引力，这个力叫做重力。 1. 重力 物理学中，地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫做重力，通常用字母G表示，重力的单位为N。重力的施力物体是地球，受力物体是地球附近的物体。 2. 重力的特点 ①普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的作用。 ②不等性：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一个分力。 ③非接触性：重力是非接触力，空中的飞机、树上的苹果都受到重力。 【例题1】2025年11月1日，神舟二十一号航天员乘组顺利进驻中国空间站，下列适合航天员在空间站舱内进行锻炼的项目是（ C ） A．举杠铃 B．做引体向上 C．拉弹簧拉力器 D．做俯卧撑 【解析】ABD．举杠铃、引体向上、俯卧撑，这三项锻炼都需克服重力完成。在空间站中，航天员和物体处于微重力状态，不能像地面上一样通过克服重力来完成举杠铃、引体向上、俯卧撑等训练，锻炼效果较差。故ABD不符合题意； C．弹簧拉力器的原理是弹性形变产生弹力，弹力的产生和重力无关，失重环境下拉弹簧仍需要施加力，可以起到锻炼作用，故C符合题意。 故选C。 学习新课 二、重力的方向 【学生活动】思考： （1）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”的阿根廷人，好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢？为什么在不同地点的人或物体的“脚”都“粘”在地面上呢？ （2）我们知道力是有方向的，那么重力的方向是向哪的呢？ 1. 探究重力的方向 物体悬挂起来静止时，悬线的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是我们所说的“竖直向下”的方向。我们可以通过观察悬线的方向探究重力的方向。 【实验器材】铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。 【实验步骤】 ①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂，浸没在烧杯的水中。用三角尺的直角边比较细线的方向和水面的关系。 ②将铁架台倾斜一定的角度，观察细线静止时的方向，用三角尺比较细线的方向和水面的关系。 ③继续改变铁架台倾斜的角度，观察细线的方向是否变化。 【实验现象】无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是垂直的。 【实验结论】重力的方向是竖直向下的（即垂直于当地的水平面向下）。 2. 对重力方向的理解 （1）重力的方向“竖直向下”是指与水平面垂直指向地心，不能说成“垂直向下”。 如图所示，放在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确？ 图甲正确；图乙错误。 （2）重力的方向不受其他作用力的影响，与物体的运动状态无关。 重力的方向指向地心 图甲 图乙 （3）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”的阿根廷人，好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢？原来，站在我们“脚下”的阿根廷人也受到重力的作用，重力的方向都是竖直向下的，即指向地心，所以站得很稳。 3. 重力方向的应用——重垂线 【学生活动】思考：人们在一根线下吊一个重物，就做成一根重垂线。你能举出重垂线的一些应用吗？ 【师生总结】 （1）利用重垂线检查是否竖直 例如，建筑工人在砌墙时常利用重垂线来确定竖直方向，这是因为悬线的方向与重力方向在同一直线上，用这种原理来检查墙壁是否竖直，如图甲所示。 甲 重垂线 乙 水平仪 丙 检查桌面是否水平 （2）检查是否水平 方法一：用如图乙所示的自制水平仪（由倒T形平板与铅垂线组成）检查。将水平仪放在物体表面上，若重垂线与水平板上的中心刻线（图中红色标记）重合，则说明物体表面是水平的，若重垂线偏向刻线的右侧，则表明物体表面左高右低。 方法二：如图丙所示，将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上，看重垂线和直角三角尺的另一直角边是否平行，若平行，则物体表面水平，若不平行，则物体表面不水平。 【例题2】图甲将装有水的杯子放在斜面上，不断改变斜面倾角，观察细线OA的方向_______（填“变化”或“不变”） ，这个实验可以说明重力的方向_________；水平仪放在桌面上时，铅垂线指向如乙图所示，则被测桌面______（选填“左”或“右”）边高； 重力的施力物体是______。 【答案】不变；总是竖直向下；左；地球 【详解】将装有水的杯子放在斜面上，并观察细线OA的方向。由于重力总是竖直向下的，即垂直于水平面向下，因此无论斜面倾角如何变化，细线OA的方向始终保持竖直。这个实验可以直观地说明重力的方向始终是竖直向下的。 水平仪是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的。当水平仪放在桌面上时，铅垂线指向如乙图所示（指向右侧），那么说明桌面右侧较低，左侧高，因为重力线（即铅垂线）总是指向地心。 重力是地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力，重力的施力物体是地球。 学习新课 三、重力的大小 【学生活动】思考： （1）物体重力的大小可能与什么因素有关？ （2）怎样设计实验探究重力的大小跟质量的关系？ 1. 实验探究：重力的大小跟质量的关系 【提出问题】物体重力的大小可能与什么因素有关？ 【猜想与假设】日常我们感觉到物体的质量越大，就越重。例如，两位运动员进行举重比赛，所举杠铃的质量越大，用力越大，表明重力越大。因此可作出猜想：物体所受的重力与质量存在一定的关系，物体的质量越大，它所受的重力越大。 【实验思路】 要测量物体所受的重力，可以将物体悬挂在弹簧测力计上，当物体静止时，弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小。 物体的质量既可以用天平测量，也可以选用已知质量的物体作为被测物体。最后根据测量结果找出重力跟质量的关系。 【实验过程】 （1）把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码所受的重力，记录在表格中。 （2）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力，并把结果记录在表格中。 实验序号 1 2 3 4 5 6 钩码的质量m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 钩码的重力G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 重力跟质量的比值 N/kg 【分析论证】 （1）数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量的关系图象。 （2）归纳结论： ①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。 ②由G-m图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，这是正比例函数图像，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。 【实验结论】物体所受的重力大小与物体的质量成正比。 2. 重力的计算 【学生活动】思考： （1）上述实验中，重力跟质量的比值是多大？是否变化？ （2）怎样计算重力的大小？ （3）列举生活中一些物体的重力大小。 【师生总结】 （1）物理学中，将重力与质量的比用字母g表示，上述实验中，会发现重力跟质量的比值大约是10N/kg，是一常量。 （2）计算重力大小的公式 物体所受的重力跟它的质量成正比。如果用G表示重力，m表示质量，g表示重力与质量之比，那么物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成 g=G/m，即 G=mg 在国际单位制中，重力的单位是牛（N）；质量的单位是千克（kg）；所以g的单位是牛/千克（N/kg）。 （3）理解g的意义 通过精确实验得出：在地球表面附近，g的大小约9.8N/kg，它表明在地球表面附近，质量为1 kg的物体所受的重力约为9.8 N。在地球上的不同位置，g值略有不同，但一般不考虑其变化，精确度要求不高时，也可取g=10 N/kg。 在其他星球上，物体也会受到重力作用，g值与地球上不同，如在月球上，g月=g地球/6。 3. 常见一些物体的重力大小 一瓶500ml可乐的重力约5N；一个篮球重力约5N；一个中学生的重力约500N；一头成年大象的重力约50000N。 【例题3】质量为0.25kg的木块，受到的重力是多少牛？小明同学所受的重力为450N，他的质量是多少千克？g取10N/kg。 【答案】2.5N；45kg。 【解析】①由G = mg可知，木块受到的重力 G木= m木g=0.25kg×10 N/kg=2.5N ②由G = mg可得 m=G/g， 因此人的质量 m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg 学习新课 四、重心 【学生活动】阅读教材第124页，回答： （1）什么叫重心？ （2）形状规则、质量分布均匀的物体的重心在哪里？ （3）你能否确定形状不规则的物体的重心吗？ 【师生总结】 1. 重心：物体的各个部分都受到重力的作用。对于整个物体而言，各部分所受到的重力可以看成是作用在某一个点上，这个点叫做重心。 2. 对重心的理解 （1）重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。 （2）质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在它的几何中心上。 （3）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，还与物体的质量分布有关。 （4）物体的重心不一定在物体上。比如均匀铁环的重心不在环上，而在圆心处，如图所示。 （5）重心的位置与物体所在位置及运动状态无关。 （6）为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常把力的作用点画在重心上。 铁环的重心在圆心处 力的作用点画在重心 3. 寻找不规则物体重心的方法 （1）支撑法确定重心 如图甲所示，把物体放在手指上，仔细调节物体，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条竖直线上，在支点的上方。 甲 乙 丙 （2） 悬挂法确定重心 如图乙所示，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l1上。然后在B点把薄板悬挂起来（图丙），同理知，薄板的重心一定在通过B点的竖直线l2上，l1和l2的交点就是薄板重心的位置。 【例题4】下列关于重心的表述正确的是（ A　） A．重心是物体所受重力的等效作用点 B．重心是物体上最重的点 C．重心的位置一定在物体上 D．质量不均匀但形状规则的物体的重心在它的几何中心 【解析】A．重力在物体上的作用点叫做重心，即重心是物体所受重力的等效作用点，故A正确； B．重心是物体各部分所受重力的作用点，故B错误； C．重心是重力的作用点，物体的重心既可能在物体上，也可能在物体外，如篮筐的重心在篮筐之外，故C错误； D．只有质量分布均匀、形状规则的物体其重心在其几何中心，其它物体的重心不一定在其几何中心，故D错误。 故选A。 课堂练习 1. 关于重力，下列说法中正确的是（ ） A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的力 B．不接触地面的物体都不受重力作用 C．物体在静止时才受到重力作用 D．上升的物体不受重力作用 【答案】A 【详解】A．由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力，地球表面和附近的一切物体都受到重力的作用，故A正确； B．不接触地面的物体也受到重力的作用，如空中飞翔的鸟儿，故B错误； CD．地面附近的物体都会受到重力的作用，与物体的运动状态无关，故CD错误。 故选A。 2．航天员出舱活动时的情境如图所示，此时图中哪个是航天员受到的重力的方向（　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【详解】重力的施力物体是地球，重力的方向总是竖直向下。故选C。 3. 如图所示，手机由竖放状态变为横放状态，可能发生变化的是（ ） A．重力的大小 B．重力的方向 C．重心的高度 D．重力的施力物体 【答案】C 【详解】A．手机由竖放变为横放，质量不变，由G=mg可知重力大小不变，故A不符合题意； B．重力的方向始终是竖直向下的，与手机的摆放姿态无关，故B不符合题意； C． 手机的重心位置相对于手机本身是固定的。当手机由竖放变为横放时，其重心相对于支撑面的高度会发生变化，故C符合题意； D． 重力的施力物体是地球，与物体的姿态无关，故D不符合题意。 故选C。 4．如图所示，重为6牛顿的木块静止在斜面上，用力的示意图画出木块所受重力。 【答案】见右图。 【详解】过物体重心画一条带箭头的线段，方向竖直向下，并标出G=6N，如图所示。 5. 如图所示，同学们在探究重力与质量关系的实验中，用得到的数据描点作出了物体的重力随质量变化的图像，以下是三位同学对图像的分析： 小丽：物体的质量越大，所受重力越大 小杰：物体的重力与质量的比值是定值 小刚：重力随质量变化的图像是一条过原点的直线 能够根据自己的分析得出“物体的重力与质量成正比”这一结论的是（　　） A．小丽、小杰 B．小丽、小刚 C．小杰、小刚 D．全都可以 【答案】C。 【详解】由图像可知，物体的重力与质量有关，且物体的重力与质量的比值是定值，其图像是一条过原点的直线，所以物体的重力与质量成正比，故小杰、 小刚能根据自己的分析得出这一结论；而小丽的分析不够精准，如二次函数或一次函数关系中，也有这种可能，故不能得出“物体的重力与质量成正比” 这一结论，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 6. 小明是学校举重队的队员，体重500 N的小明最多可以举起65 kg的杠铃，则：（g取10N/kg） （1）小明的质量是多少？ （2）小明最多可以举起的杠铃的重力是多少？ 【答案】50 kg 650N 【详解】（1）由G=mg可得，小明的质量 （2）小明最多可以举起65kg的杠铃， 杠铃的重力G杠铃=m杠铃g=65kg×10N/kg=650N 板书设计 第2节 弹力 重力 （第2课时） 一、重力：地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力。 二、重力的大小 1. 物体所受的重力大小与物体的质量成正比。 2. 公式 G=mg g为比例系数，在地球表面附近，大小约为9.8N/kg。 三、重力的方向 1. 重力的方向总是竖直向下，垂直于水平面，指向地心。 2. 应用：用重垂线检查工作台面是否水平、砌墙是否竖直。 四、重心 1. 概念：物体各部分所受的重力可看成是作用在某一个点上。 2. 形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何中心。 3. 可用悬挂法、支撑法来确定物体重心。 课堂总结 第2节 弹力 重力 （第2课时） 作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $