3.1 重力与弹力 教学设计 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
3.1 重力与弹力
（人教版高中物理必修第一册）
课题：3.1 重力与弹力
教材：人教版高中物理必修第一册 第三章第一节
课时：1课时（45分钟）
课型：新授课
学情分析：学生初中已初步学习重力、弹力的基础概念，对生活中的压力、拉力、下落现象有直观认知，但认知较为浅层。高一学生已掌握运动学规律，具备基础实验探究能力，但对等效重心、微小形变、弹力方向规律、胡克定律定量关系理解薄弱，易混淆“竖直向下”与“垂直向下”，难以精准判断接触面、轻绳、轻杆的弹力方向，缺乏定量分析弹力的思维。
教材分析：本节是第三章相互作用的开篇核心内容，承接运动学知识，开启力学受力分析的学习，是高中力学的奠基课程。重力是最基础的场力，弹力是接触力的核心代表，本节课的受力分析方法、力的图示画法、胡克定律，是后续摩擦力、受力平衡、牛顿运动定律学习的基础，兼具基础性、工具性和方法性。
明确重力的产生原因、大小、方向及重心的物理意义；区分弹性形变与塑性形变，掌握弹力的产生条件、常见弹力的方向规律；理解胡克定律的内容与适用条件，构建完整的基础相互作用观念。
通过重心概念的学习，掌握等效替代法的物理思维；通过微小形变的放大实验，体会物理微量探究的转化思想；通过分类归纳不同模型的弹力方向，培养归纳推理、模型建构的思维能力。
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能自主完成形变探究实验、弹簧弹力与形变量关系实验，规范记录实验现象与数据，归纳弹力变化规律与胡克定律，提升实验操作、现象分析、规律总结的探究能力。
结合生活实例感受力学规律的普遍性，养成严谨的物理建模习惯和实事求是的实验态度，体会物理知识在生活、工程中的应用价值。
教学重点：重力的方向与重心的确定；弹力产生条件、常见弹力（压力、支持力、拉力）的方向判断；胡克定律的理解与简单计算。
教学难点：区分“竖直向下”与“垂直向下”；微小形变的理解；轻绳、轻杆、接触面弹力方向的精准判断；胡克定律中形变量的辨析。
教学方法：实验探究法、启发式提问、对比辨析法、归纳总结法、讲练结合
实验教具：弹簧、橡皮筋、海绵、直尺、重物、细线、小球、三角板、激光笔、平面镜（微小形变演示）、铁架台、刻度尺
展示生活场景：树叶飘落、重物下落、按压海绵、拉伸弹簧、悬挂重物的细线紧绷。
提问引导：①为什么所有物体最终都会落向地面？②按压、拉伸物体时产生的力是什么力？③这些力的产生有什么规律？
导入新课：自然界最基础的两种相互作用——重力与弹力，是我们受力分析的基础，本节课系统探究二者的规律与特点。
1. 重力的产生
定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，符号G。
关键点：重力的施力物体是地球，受力物体是研究对象；地面附近一切物体都受重力，与物体运动状态、是否接触地面无关。
2. 重力的大小
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公式：
说明：g为重力加速度，地面附近取
，粗略计算可取
；重力大小与物体质量成正比，与运动速度、位置（近地面）无关。
测量方法：静止时弹簧测力计的示数等于物体重力。
3. 重力的方向（重难点辨析）
结论：重力方向总是竖直向下。
易错辨析：竖直向下≠垂直向下。竖直向下是垂直于水平面，始终指向地心附近；垂直向下是垂直于接触面，接触面倾斜时二者方向不同。
生活应用：重垂线、水平仪，检测墙面竖直、地面水平。
4. 重心（等效替代思想）
定义：为方便研究，将物体各部分受到的重力等效集中于一点，这个等效作用点即为重心。
重心位置规律：
①质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心；
②重心不一定在物体上（如圆环、空心球、弯杆）；
③质量分布不均匀的物体，重心随质量分布、形状变化而改变。
补充：悬挂法可确定不规则薄板物体的重心。
1. 形变的分类
演示实验：按压海绵、弯曲直尺、拉伸橡皮筋、弯折铁丝。
①弹性形变：撤去外力后能完全恢复原状的形变（弹簧、橡皮筋）；
②塑性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变（弯折的铁丝、按压后的橡皮泥）。
微小形变：桌面、墙面受压会发生肉眼不可见的微小形变，可通过激光放大实验验证，一切接触挤压的物体都会发生形变。
2. 弹力的产生条件（核心）
缺一不可：①两物体直接接触；②发生弹性形变（相互挤压/拉伸）。
本质：弹力是施力物体发生形变后，想要恢复原状对受力物体产生的作用力。
3. 常见弹力的方向规律（难点突破）
核心原则：弹力方向总是与施力物体形变的恢复方向一致，阻碍形变发生。
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