重力

第3节  重力

整体设计

    本节是在上节“弹力”内容的基础上，研究另一种常见的力——重力。教材充分运用插

图和实验，每一个知识点都是从观察或实验引入的，符合学生的认知规律。书中的插图极富

启发性和趣味性，有利于激发学生的学习兴趣。课本让学生通过探究“重力的大小跟质量的

关系”，用在坐标上作图的方法得出了重力跟质量的关系，这种做法思路简捷，极大程度地调动了学生的积极性，活跃了课堂气氛，锻炼了学生动手动脑和分析问题的能力。关于重力的方向，教材中首先说明用线将物体悬挂起来后物体静止时线的方向就是重力的方向，这个方向叫竖直方向，所以重力的方向是竖直向下的，并通过[想想议议]让学生明白竖直向下的“下”指的是什么。通过实例．说明竖直向下的童力方向在生产、生活中的应用，培养学生运用知识解决实际问题的习惯和能力。最后告诉学生地球吸引物体的每一部分，但物体受到的重力可以认为是集中在一个点上，这个点叫物体的重心，渗透了“等效法”。

    生活中物体在重力作用下竖直下落的例子比比皆是，因此教学中应注意通过学生熟悉

的例子创设问题情景，以观察思考开路，培养学生观察思考的能力，提高学生的学习兴趣和

探究问题的积极性。通过让学生利用重垂线观察窗台、桌面是否水平等一系列有趣的活动，

利用重心的知识解释生活中的简单现象，解决力的方向及作用点的难点问题，实现教学

目标。这节课的教学过程中要指导学生进行探究性实验，培养学生“设计、操作、分析、得出结论”的能力，养成通过实验研究问题、思考问题的习惯。

三维目标

    知识与技能

    1．知道什么是重力，了解重力产生的原因，；

    2．知道重力的方向和重心的概念及重垂线的应用；

    3．知道重力的大小与质量成正比，并能用公式G=mg计算有关问题；

    4．经历重力大小与质量的关系探究，能对实验过程进行合理的分析和评估。

    过程与方法

    1．通过观察和实验，感知重力的存在，培养观察思考、分析问题的能力；

    2．通过探究重力和质量的关系，分析实验数据，学习信息处理的方法。培养学生初步的分析、概括能力，实验能力和利用数学模型解决物理问题的能力；

    3．由实验感知重力的方向并能运用结论对实际问题做出分析，培养学生分析、概括和应用物理知识解释简单生活现象的能力。

    情感、态度与价值观

    1．通过课堂上的观察分析活动，使学生养成善于观察思考的良好习惯和提高辩证地分

析物理现象的意识；

    2．通过了解生活实际中物理知识的应用，增强学习物理、学习科学知识的兴趣；，，

3．培养学生的交流意识、团队协作精神以及实事求是的科学态度和勇于创新的精神。

教学重点

    重力的概念及探究重力大小与质量的关系。

教学难点

重力的方向。

教学方法

    探究法：通过学生的探究实验得出重力大小与质量的关系。

    观察分析法：通过观察分析明确重力的方向是竖直向下的，理解重心的概念。

课时安排

    1课时

教学准备

钩码、弹簧测力计、重垂线、粗细均匀的木棒、方形薄板、木球、玩具“不倒翁”、投影仪。

导入新课

    实验演示导入

    教师演示实验：

    (1)将一只木球举到一定的高度让其自由落下。

    (2)把一只木球斜向上抛出，观察其运动路线。

    (3)让一只木球在讲台上沿直线运动，滚到讲台边后落向地面，观察其运动路线。

    学生观察演示并思考问题：在演示的几种情况中，球的运动有什么共同之处呢？产生这

些现象的原因是什么呢？

    归纳总结：不论球的运动状态如何，它最终都落回了地面。产生这种现象的原因是球运

动过程中运动状态的改变是因为受到了力的作用，球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。它们都受到地球的吸引力——重力。

  情景导入

  多媒体展示生活中的图片：熟了的苹果向地面下落、衣服上的水落到地面上、美丽壮观

的瀑布……

教师引导提问：苹果为什么落向地面、水为什么由高处向低处流？

设计意图：让学生了解重力与生活息息相关，我们的生活和学习都离不开重力。

推进新课

    一、重力的大小

    1．重力的概念：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。通常用字母G表示，地球附近的物体都受到重力的作用。

    2．生活中常把物体受到的重力简称物重，重力的大小叫做重量。有的物体所受的重力

比较大，有的物体所受的重力比较小。

    3．引导提问：物体的重力大小可能跟什么物理量有关？又是什么关系呢？

    让学生大胆猜想，把所有可能的情况都说出来。

    ①物体的体积；②物体的质量；③物体的形状；④物体相对地面的位置；⑤物体的密度

等等。学生再说出自己猜想的理由、事实依据。（注：物体的重力大小跟它相对地面的位置关系到高中去学习）

    归纳总结：可能跟质量有关。

    4．实验探究：探究重力的大小跟质量的关系

    学生分组按如图进行实验探究，每个钩码质量都是50 g，把钩码逐个挂到弹簧测力计

上，分别测出它们受到的重力，记录在表格中。

(1)需测的物理量：物体质量、物体所受重力的大小。

(2)实验器材：弹簧测力计、钩码一盒。

(3)实验步骤和记录。

步骤要求：①用弹簧测力计测出对应钩码的重力。

②认真做好实验，准确记录数据。

③对收集的实验数据进行简单比较，发现数据间的关系特征。

④从大量实验数据中归纳总结规律。

    充分全面观察实验数据，算一算G与m的比值，画出重力与质量关系的图象。各学习

小组实验完毕，相互交流实验数据和画出的图象。

    此实验的关键是：①要选精确度较高的弹簧测力计。②要正确使用弹簧测力计。③要

在竖直方向测重力。

    5．实验结论：物体所受的重力与其质量的关系：

    ①物体的质量越大，重力也越大。②物体所受的重力与质量的比值相同。③物体所受

的重力跟它的质量成正比。

    学生交流G与m的比值，分析这一比值有所不同的原因。

    教师引导说明：科学家们所做的大量实验表明，这个比值约是9.8 N/kg，即g-

9.8 N/kg。

    因此，

    ①符号的意义及单位：G表示重力，单位为牛顿(N)；m表示质量，单位为千克(kg)。

    ②其中g=9.8 N/kg表示的意义是：在地面附近质量为1 kg的物体受到的重力为

9.8 N。

    ③严格地讲，g的数值不是恒定的，随地理纬度和海拔高度的改变而改变。

    ④向学生说明g的单位可根据重力G(N)和质量m(kg)的单位得出：g=9.8 N/kg。在

使用公式G=mg计算时，质量(m)的单位必须用kg，重力(G)的单位必须用N。说明：粗略

计算时取g=10 N/kg。

    问题引导：重力和质量的区别和联系有哪些？

    归纳总结后展示课件：

   二、重力的方向

    实验探究：将小球悬挂在铁架台的横杆上，待球静止时，在图上画出球静止时细线的位

置。然后将铁架台倾斜一个角度，在图上画出球静止时细线的位置。

    观察分析：当小球静止时，细线都平行于竖直方向。这表明重力的方向总是竖直向下。

重力的方向可由铅垂线确定，总与当地的水平面垂直，切不可说成垂直向下，因为平面不同，

其垂直向下的方向也不同。重力的方向不受其他作用力的影响，与运动状态也没有关系。

    结论：重力的方向是竖直向下的。

    重力的方向的应用：悬挂物体自由下垂的线称为铅垂线。铅垂线在生活和生产上有着

广泛的应用。（课件）

    如图所示，利用铅垂线可以检查墙砌得是否竖直。

    学生分析其原理，教师总结：如果铅垂线和墙壁是平行的，说明墙壁竖直，如果铅垂线和桌面、窗台是垂直的，则说明桌面、窗台是水平的。

    引导提问：重力的方向是竖直向下的，能给人类造成危害吗？举例说明。如何避免重力

给人类造成危害？学生讨论。回答：重力能给人类造成危害。例如：地震时房屋倒塌会把人

压伤。为了避免地震给人类造成危害，要经常收看地震预报。

    阅读课本Pll[想想议议]思考图7.3-5中“下”指的是什么方向？（播放课件）

    学生讨论后，明确地球上不同地方的人或物受到的重力的方向对于他们所处的位置来说都是竖直向下的。因为地球是球形，所以地球上不同位置上的“下”实际都指向了地球的中心，因此我们所说的竖直向下的“下”指的是指向“地心”。指向地心的方向叫“向下”，背离地心的方向就应该叫做“向上”。正因为地球上不同地方的人们都受到地球指向地心的重力作用，所以各个地方的人们都能安然无恙地生活在地球表面。    ．  ．

    提出问题，学生思考：重力的方向总是“竖直向下”，为什么不能说成“垂直向下”？

    “竖直向下”指垂直于水平面向下，而“垂直向下”是指垂直于某个面向下，

这个面不一定是水平面。如果这个面是斜面（如图所示），这时竖直向下和垂直

向下就是两个不同的方向。所以，我们不能把重力方向说成“垂直向下”。

    三、重心

    1．先做一个小实验，请同学们把直尺放在手指上并且让它们能静止不动。实验结束后

教师提问：是不是随便怎么放，直尺都可以在手指上静止不动。

    [学生回答]不是，对一样东西总是有一个固定的位置。

    这个实验告诉我们，物体受到的重力可以看成集中在一个点上，如果这个点正好在手指

中间的位置，物体就可以不掉下来，这个点是重力在物体上的作用点，我们叫它重心。所以

重心就是重力在物体上的作用点。

    2．教师说明：把重力作用集中于物体上的一点（重心），效果不变，却使重力问题简化。这种方法称为等效法。重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。

    3．如何找物体的重心？

    (1)质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。

有规则几何形状的均匀物体，它的重心在它的几何中心。

    (2)质量分布不均匀的物体，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；运用二次悬挂法找重心。

    4．物体的重心一定在物体上吗？物体重心的位置，可以在物体上，也可在物体外，例如一个平板的重心在板上，而一个铁环的重心就不在环上。

    5．重心的位置与物体所在位置及放置状态和运动状态无关，但一个物体内质量分布发

生变化时，其重心的位置也发生变化。如一个充气的篮球，其重心在几何中心处，若将篮球

内充入一半体积的水，则球（含水）的重心将下移。

    四、重力的由来

    实验演示：

   月亮在绕地球做运动，为何不会飞走？

    （学生思考：那肯定在地月之间也有一个类似绳子拉力的力在束缚着月亮）

    归纳总结：牛顿认为，地球和月亮之间存在相互吸引力。

    有哪位同学知道有关牛顿对这方面的研究？（鼓励有这方面知识的同学发言）

    总结：牛顿认为地面上的物体受到地球的吸引力与地球和月亮之间的吸引力是同一性

质的力，从而发现万有引力。

    怎样描述万有引力的大概内容？

     结论：“宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在相互吸引的力，这就是万有引力”。

3．下图所示的图象中，能表示物体所受重力与质量关系的是(    )。

答案：A

    4．甲、乙两物体的质量之比为5:2，若甲物体的质量是20 kg，则乙物体的重力大小是

    ；甲、乙两物体的重力之比为    。

乙的重力大小—78.4 N。

答案：78.4 N 5：2

同步训练

    1．关于重力，下列说法中正确的是(    )。

    A.地球对物体的吸引力就是物体所受的重力

    B．在空中向上运动的物体不受重力作用

    C．重力的方向总是垂直向下的

    D．抛出去的物体总会落向地面，这是由于物体受到重力作用的缘故

    解析：物体的重力是由于地球的吸引而产生的，但重力大小不等于地球对它的吸引力，

故A选项不正确；地球附近一切物体都受到重力作用，与物体的运动状态无关，因此B选项

    本节的教学设计利用了学生非常熟悉的日常生活、学习用品做实验，让学生感受到科学

的真实性，消除科学的神秘感，感受到物理就在身边，同时领略到物理学在生产、生活中的普

遍应用，激发学生爱好学习物理的兴趣。在探究实验中放手让学生自主探究：猜想、操作、记

录、分析论证、交流评估，让学生成为课堂的主角，并注意加强了对学生学习方法的指导。