高中物理第三章相互作用3.1重力基本相互作用教案9新人教版必修1
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[学习目标] 1.[物理观念]知道力的概念及矢量性,会作力的图示.(重点) 2.[科学思维]了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向,理解重心的概念.(难点) 3.[科学思维]了解自然界中的四种基本相互作用.一、力和力的图示1.运动状态的变化:物体的运动状态用速度来描述.只要物体的速度变化了,不管是大小还是方向改变了,都说这个物体的运动状态发生了变化.2.力的作用效果(1)使物体的运动状态发生变化;(2)使物体产生形变.3.力的矢标性:力是矢量,既有大小又有方向.力的大小可以用弹簧测力计测量.国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.4.力的表示(1)力的图示:能表示出力的大小、方向和作用点.(2)力的示意图:只表示出力的作用点和方向.二、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小.(2)重力的计算公式是G=mg,公式中G是物体的重力,m是物体的质量,g是自由落体加速度.3.方向:总是竖直向下.4.重心(1)定义:重力的等效作用点.(2)重心位置决定因素:物体的形状和质量分布.三、四种基本相互作用1.万有引力:在宇宙中,相互吸引的作用力存在于一切物体之间,强度随物体间距离的增大而减弱.2.电磁相互作用:电荷和电荷,磁体和磁体间的相互作用.3.强相互作用:在原子核内把质子和中子紧密地保持在一起的作用力,它的作用范围约10-15m,超出这个界限该力已经不存在了.4.弱相互作用:在放射现象中起作用的力,作用范围与强相互作用相同,但强度只有强相互作用的10-6倍.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在.(×)(2)只有相互接触的物体间才有力的作用.(×)(3)重力就是地球对物体的吸引力.(×)(4)重力的方向也可以表述为指向地心.(×)(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上.(×)2.甲、乙两拳击运动员竞技,甲一拳击中乙肩部,观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体,乙运动员(的肩部)是受力物体,但在甲一拳打空的情况下,下列说法中正确的是()A.这是一种只有施力物体,没有受力物体的特殊情况B.此时的受力物体是空气C.甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D.以上说法都不正确C[力的作用是相互的,同时存在着施力物体与受力物体,只要有力产生必然存在着施力物体与受力物体,甲运动员击空了,但在其击拳过程中,其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力,故选C.]3.(多选)关于三角形均匀薄板的重心,下列说法正确的是()A.薄板三条边的垂线的交点就是它的重心B .薄板三条边的中线的交点就是它的重心C .悬挂薄板的细线的延长线一定通过重心D .薄板三角形三个角平分线的交点就是它的重心BC [薄板三条边中线的交点是它的重心、垂线和角平分线的交点不是重心,悬挂薄板的细线的延长线一定通过重心,故B 、C 正确,A 、D 错误.]力的性质和作用效果1.力的三个性质性质理解物质性力是物体对物体的作用,脱离物体而独立存在的力是不存在的,一个力一定同时具有受力物体和施力物体相互性物体之间力的作用是相互的,只要一个物体对另一个物体施加了作用力,另一个物体也一定会对这个物体施加反作用力矢量性力是矢量,不仅有大小,而且有方向2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影响作用效果的要素:力的大小、方向和作用点.(3)作用效果的应用:是分析物体是否受力的基本方法.若存在作用效果,说明该力存在;若没有作用效果,说明该力不存在.[跟进训练]1.下列说法中正确的是()A .“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力C.甲用力把乙推倒,只是甲对乙有力,而乙对甲没有力D.两个物体发生相互作用不一定相互接触D[力是物体对物体的作用,任何力都有它的施力物体和受力物体,风吹草动,施力物体是空气,故A错;踢出去的球向前运动,并没有受到向前的推力,因为找不到这个力的施力物体,而没有施力物体的力是不存在的,故B错;由力的相互性可知,甲推乙的同时,乙也“推”甲,故C错;物体发生相互作用并不一定相互接触,如磁铁之间不需要接触就有磁力,故D对.]2.关于力的作用效果,下列说法正确的是()A.物体的运动状态发生变化,一定受外力的作用B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力的作用C.物体受力作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象D.力对物体的作用效果完全由力的大小决定A[物体的运动状态发生改变,一定是受到了力的作用,但运动状态不变并不一定是没有受到力的作用,故选项A对,B错;力的作用效果是使物体的运动状态发生改变或者是使物体发生形变,故选项C错;力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果,故选项D错.]关于力的理解的两个误区(1)误认为力可以没有施力物体或受力物体.实际上力是物体与物体间的相互作用,任何力同时具有施力物体与受力物体.(2)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力.实际上有些力可以发生在不接触的物体间,如重力、磁力等.力的图示和力的示意图(1)力的图示能表示力的三要素,精确表示力时经常用到.(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向,在对物体的受力情况进行分析时经常用到.2.力的图示与力的示意图的画法作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度表示一定大小的力)画线段从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段标方向在线段的末端标出箭头,表示方向在线段的末端标出箭头,表示方向【例1】一个铁球在空中飞行,所受重力为120N,方向竖直向下.(1)画出重力的图示;(2)画出重力的示意图,并说明施力物体和受力物体.[解析](1)画力的图示.①选定标度.如图甲所示.例如,选4mm 长的线段表示30N 的力.②用一圆形表示铁球,从圆心沿竖直方向向下画一条线段,线段的长度按选定的标度和力的大小画,线段上加上刻度.③在线段上加上箭头表示力的方向.(2)画力的示意图.如图乙所示,用一圆形表示铁球,从圆心沿竖直方向向下画一线段,并加上箭头,表示方向.重力的施力物体是地球,受力物体是铁球.[答案]见解析力的图示法口诀要想表示力,方法很简单,选好比例尺,再画一线段,长短表大小,箭头表方向,注意线尾巴,放在作用点.[跟进训练]3.(多选)一个重20N的物体沿斜面下滑,关于物体重力的图示,下列四个图中正确的是()A BC DAD[根据重力方向竖直向下和力的大小判断可知选项A、D正确.]重力及重心的理解1.对重力的理解(1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,但由于地球自转的影响,重力一般不等于地球对物体的引力.与引力相比,重力大小稍微小一些(两极除外),方向稍微偏一些(两极和赤道除外).(2)大小:G=mg,同一物体的重力随所处纬度的升高而增大,随海拔高度的增大而减小.(3)方向:竖直向下,除了赤道和两极,竖直向下并不是指向地球的球心.2.重心的性质及确定方法(1)重心的特点:重心是重力的等效作用点,并非物体的其他部分不受重力作用.(2)重心的位置及决定因素①位置:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.②决定因素a.物体质量分布情况.b.物体的形状.(3)重心位置的确定方法①质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上.②形状不规则的薄形物体,可用支撑法或悬挂法来确定重心.【例2】(多选)下列关于“嫦娥二号”受力的说法中正确的是()A.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等B.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C.月球对“嫦娥二号”的引力的效果是改变它的运动状态D.“嫦娥二号”绕月球运行时,不再受重力作用AC[“嫦娥二号”的质量不变,但重力加速度发生了变化,由G=mg可知,“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等,A 正确,B、D错误.引力的作用效果是改变物体的运动状态,C正确.]对重力认识的四个常见错误(1)误认为重力与地球对物体的引力相同.(2)误认为重力的方向垂直于支撑面.(3)误认为重力的重心必在物体上.(4)误认为重力的大小与物体运动状态有关.[跟进训练]4.把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示,则对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是()A.重力就是地球对物体的引力B.重力大小和物体运动状态有关C.重力的方向总是指向地心的D.薄板的重心一定在直线AB上D[重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,不是地球对物体的引力,选项A错误;重力的大小与物体的运动状态无关,选项B错误;重力的方向竖直向下,选项C错误;因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力,必在一条直线上,所以薄板的重心一定在直线AB上,选项D正确.]1.[物理观念]重力、重心的概念.2.[科学思维]力的性质、效果、力的图示.3.[科学探究]“悬挂法”确定物体的重心.1.下列词语所隐含的物理现象,可用牛顿理论中力的概念和规律来解释的是()①水滴石穿②铁杵成针③水中望月④逆风扬帆⑤光阴飞逝A.①②③B.③④⑤C.①②④D.①③⑤C[力具有使物体发生形变和改变运动状态两个效果,水滴石穿、铁杵成针、逆风扬帆均体现了这两个作用效果,而“水中望月”是光的反射现象,“光阴飞逝”反映了时间的不可逆转性,与力的概念和规律没有联系.]2.在地球表面的同一个地方,让一物体处于以下三种状态:(1)将物体竖直向上抛出;(2)让物体自由下落;(3)物体放在水里,它被浮起,比较这三种情况下物体所受的重力大小,下列说法正确的是()A.第(1)种情况最小B.第(2)种情况最小C.第(3)种情况最小D.这三种情况物体所受的重力大小相同D[在地球表面的同一个地方,重力加速度g一定,物体的重力G=mg,可知同一物体的重力一定,与物体的运动状态无关,所以这三种情况物体所受的重力大小相同.故A、B、C错误,D正确.]3.有一质量均匀分布的圆形薄板,若将其中央挖掉一个小圆.则薄板的余下部分()A.重力减小,重心随挖下的小圆板移走了B.重力和重心都没改变C.重力减小,重心位置没有改变D.重力减小,重心不存在了C[挖掉一个小圆后,薄板质量变轻,重力减小了,因质量分布均匀、有规则外形的物体的重心在其几何中心上,故重心位置不变,C正确.] 4.如图所示,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.[解析](1)选定标度:此题选单位长度的线段表示2N的力.甲乙丙(2)从力的作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小成正比,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段.(3)在线段上加箭头表示力的方向.画力的示意图:从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明F N=10N即可,如图丙所示.[答案]见解析。
(新教材)统编人教版高中物理必修一第三章第1节《重力与弹力》优质说课稿今天我说课的内容是统编人教版高中物理必修一第三章第1节《重力与弹力》。
第三章主要讲述相互作用——力,以相互作用与**定律为学习主题。
自然界的物体不是孤立存在的,它们之间具有多种多样的相互作用。
正是由于这些相互作用,物体在形状、**状态等许多方面会发生变化。
如何来研究这些相互作用呢?在力学中,物体间的相互作用抽象为一个概念——力。
在研究物体做机械**时,最常见的力有重力、弹力和摩擦力,本章研究这几种常见力的特点和规律。
通过本章学习,培养学生**与相互作用观念、建构模型的意识和能力、一定的科学探究的意识、能力和科学态度与责任,从而让学生具有物理学科的核心素养。
本章共有五节内容,本节是第一节,探究重力与弹力。
承载着实现全章教学目标的任务。
为了更好地教学,下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、教学方法、学情分析、教学过程等方面进行说课。
一、说课程标准。
普通高中物理课程标准(2017版2020年修订)【内容要求】:“1.2.1 认识重力、弹力。
通过实验,了解胡克定律。
例 1 调查生产生活中所用弹簧的形状及使用目的。
例 2 制作一个简易弹簧测力计,用胡克定律解释其原理。
”二、教材分析。
本节是第三章《相互作用——力》的第一节。
本节探究重力与弹力。
从重力的概念切入,继而阐述重力与物体质量和自由落体加速度的关系式,物体的重心。
接下来讲述了弹力,通过演示、文字叙述让学生理解弹力的概念和特点。
最后通过实验探究弹簧力与形变量的关系,得出胡克定律。
教材以图片和问题导入,注重思考与讨论,依次讲述。
姓名班级时间§3.1 重力基本相互作用【导学目标】1、知道力是使物体运动状态发生改变和发生形变的原因。
2、认识力是物体间的相互作用,分清受力物体和施力物体。
3、知道力的三要素,会用力的示意图和力的图示来表示物体受力情况。
4、知道重力产生的原因,理解重力的大小和方向,知道重心的概念。
5、初步了解四种基本相互作用力的作用特点和作用范围。
【导学过程】【问题一】力1运动状态发生改变2一个物体的运动状态发生变化或者形变都是与这个物体的结果。
3力的定义:。
4力的单位(国际单位制):简称,符号:。
5一个力的产生必然至少同时存在两个物体,一个物体和一个物体。
【问题二】力的表示方法1力是(标量或者矢量),故其既有也有。
2力的图示:用带箭头表示力,箭头的方向表示力的;箭头的长短表示力的;箭头的头端或者尾端的落点表示力的。
3力的示意图:只是表示出力的和。
4目前为止我们所学的矢量有:。
【问题三】重力1、重力是由于而使物体受到的力,重力方向总是。
实验室中,测量重力的仪器是,其大小等于时拉弹簧测力计的拉力。
2、G=mg(式中m为物体,单位,g为当地的,大小为。
)【问题四】重心1、在研究重力对一个物体的时,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在,这个点就是重力的,叫做物体的,任何一个物体都有重心,且只有个重心。
重心的位置与物体的和有关,物体的重心不一定在物体上。
2、物体的重心越稳定;物体的支持面越稳定。
【问题五】四种基本相互作用四种基本相互作用【导学典例】【典例】跳高姿势的变迁从跳高运动史看,100年内跳高的姿势发生了五次变革,跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式五种.每改革一次姿势,跳高的世界纪录就提高一次.跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一,但是在姿势的变化中包含着什么物理原理呢?如上图所示,采用不同姿势过杆的运动员在越过横杆的时候,他们的重心距横杆的距离不一样.跨越式过杆时,人体的重心必须在横杆上面几十厘米,即使是优秀的运动员也要有0.3 m左右.我们知道,人体在运动时,重心在身体的位置往往会随着运动而改变.假如某个运动员身高是1.80 m,他直立的时候,重心距地面大约为1.09 m,立定跳高时可以达到脚掌离地0.7 m,如果用跨越式过杆,重心在横杆上0.3 m,这样他跃过横杆的高度大约是1.09 m+0.7 m-0.3 m=1.49 m.所以要达到跨越式创造的世界纪录1.70 m是很不容易的.如果这个运动员换一种姿势,用俯卧式或背越式这两种姿势过杆的时候,重心十分接近横杆,那么他的跳高成绩提高到1.70 m是不太费力的,但是要越过2 m以上还是有困难的.能否让人体的重心从横杆的下面钻过去呢?实际上,背越式跳高就是这样.运动员起跳时,身体侧转,背对横杆,用力向上摆动腿和双臂以增加蹬地的力量,当人体腾空过杆的时候,运动员用伸直双腿的办法使自己的重心较低,腰向后大幅度弯曲,头和双肩先越过横杆,再迅速收腿,这时候双肩和背部代替了起跳时的双腿,继续保持较低的人体重心,所以优秀的运动员可以使自己的重心在横杆下面0.2 m左右.重新计算一下,就是1.09 m+0.7 m+0.2 m=1.99 m,在弹跳力不变的情况下运动员的成绩轻松地提高了许多.【导学反馈】1.以下有关力的说法错误的是()A.力是物体对物体的作用,离开了物体就没有力的作用B.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体C.力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的3种要素D.在各种力中,只有重力没有施力物体2.下面关于力的说法中正确的是()A.力的作用离不开施力物体,但可以没有受力物体,如拳击运动员一拳出去却没打着对方,此时只有施力物体而没有受力物体B.只有直接接触的物体之间才可能有力的作用C.力是物体对物体的作用,施力物体和受力物体总是成对出现的D.没有施力物体和受力物体,力照样可以存在3.关于重心,下列说法中正确的是()A.重心就是物体上最重的一点B.重心就是物体的几何中心C.直铁丝弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上D.重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点4.在足球比赛中,一前锋队员面对对方的守门员,用脚轻轻地将球一挑,足球在空中划过一道弧线进入球门.若不计空气阻力,使足球在空中飞行时运动状态发生变化的力的施力物体是() A.前锋队员 B.地球C.守门员D.足球5.一个重20 N的物体沿着斜面下滑,在下图中关于物体受到的重力的图示正确的是()6.如图3-1-7所示,把一个平放着的、边长为l的均质立方体绕bc棱翻转,使对角面AbcD处于竖直平面内,则它的重心位置升高了多少?。
用“引导—探究法”教《重力基本相互作用》一、教材分析1.本节内容的地位和作用“重力基本相互作用”一节内容编排在《高中物理》(必修1)第三章第一节中,这部分知识,特别是力这一基本概念,是本章的一个基础性的重点,学好这部分知识,可以为学习本节的后续内容做好必要的准备。
2.教学重点与难点本节从力的概念入手来研究物体受到的重力,力的概念很抽象,为了便于学生接受,教材在处理这部分知识时,以现实生活的例子作为依托,列举了生活中学生能够感知的例子,说明力是改变物体运动的原因,是物体产生形变的原因,在此基础上给出力的定义和力的表示法,对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度定义的。
可见,力的概念既是本节的重点,又是一个难点。
重力是学生比较熟悉的,教材从力的三要素的角度来介绍重力的有关知识,重力概念理解的难点是对重心的理解。
二、教学目标(一)知识与技能1.了解力是物体对物体的相互作用,知道力能使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
2.知道力的三要素,会用力的图示法来表示一个力,会画力的示意图。
3.知道重力产生的原因及其定义,会求重力的大小并能确定重力的方向。
4.知道物体重心的含义,会用县挂法确定不规则薄板重心的位置,会求质量分布均匀、形状规则的物体的重心。
(二)过程与方法1.通过实例等探究活动让学生来体验力的产生原因、力的作用效果以及力作用的相互性。
2.引导学生自己动手,用悬挂法来探究确定不规则薄板重心的位置。
3.通过“重心”概念的引入,渗透“等效代换”的物理学方法。
(三)情感、态度与价值观1.通过实例对知识的探究活动,激发学生对科学的求知欲、培养学生探索与创新意识。
2.培养学生对生活中的现象进行分析、归纳、总结的能力和科学猜想的能力。
3.培养学生实事求是的科学态度,渗透辩证唯物主义关于“物质世界是有规律的,规律是可以认识的。
”这一观点。
三、教学方法目前的新课程改革对中学物理教学提出了明确要求:中学物理教学必须以学生发展为本,以物理学知识体系为载体,以学生创新精神和实践能力的培养为重点,以提高学生的科学素质为目标,逐步培养学生的学习能力和研究能力,最终达到全面提高素质,发展个性,形成特长的目的。
3.1 重力与弹力(第1课时)〖详细教材分析〗本节内容通过接触力和非接触力来对重力和弹力的划分来引入弹力的知识。
通过放大法让学生观察到有机玻璃和桌面的的微小形变。
拓宽学生的认识,在课中加入许多的动态图更加激发学习兴趣。
本节的概念比较多,实验也多,所以整体的内容比较多,需要精细化安排。
学生对弹力有一定的认识的,但是不知道拉力、压力和支持力与弹力之间的内在联系,也不清楚弹力的产生原因,无法理解弹力的方向是与物体形变方向相反的专业术语。
因此这节课要利用动图增加课题趣味的同时,让学生更加容易的理解好弹力的大小方向,产生条件等知识。
〖教学目标与核心素养〗物理观念:理解弹力产生的原因和条件;知道胡克律。
科学思维:通过体验微小形变的存在,培养学用“放大”的实验方法观察微小形变的实验思想。
科学探究:通过实验探究,解物体的形变,从而认识弹力产生的条件。
科学态度与责任:养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯,善于在学习的过程中提出问题。
〖教学重点与难点〗重点:1、弹力有无的判断和弹力方向的判断。
2、弹力大小的计算。
3、实验设计与操作。
难点:弹力有无的判断和弹力方向的判断〖教学方法〗教师启发引导与实验探究相结合,并辅以问题法、演示法、归纳法、假设法等多种教学方法。
〖教学准备〗弹簧、多媒体课件。
〖教学过程〗一、新课引入课件展示推、拉、提、举的生活场景。
日常生活中的很多相互作用无论是对物体推、拉、提、举。
它们都是在物体接触时产生的力。
还有就是列车的牵引,锻打工件、击球、弯弓射箭等,它们都是在物体接触时产生的力。
通过多媒体课件动图展示:列车的牵引,锻打工件、击球、弯弓射箭。
接触力:物体与物体接触时发生的力。
教学设计说明:从自身实际出发,懂得相互联系,延伸到物体上,创设问题情境,激发探究动机,引导学生发现问题。
借机进行感恩教育。
结合前面学习的重力,发现重力是不需要和地球接触的,还有磁力也是,也就是说力可以分为接触力和非接触力。
人教版高中物理必修1教学设计思考讨论:苹果为什么会落向地面?衣服上的水为什么会向下?出示动画:弹簧的拉伸和压缩。
思考讨论:弹簧为什么能被拉伸和压缩呢?教师总结:这些现象都与我们今天要讲的重力、弹力有关。
图片中的问题。
弹力。
讲授新课一、重力1、由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力,符号G。
2、单位是牛顿,简称牛,符号用N表示。
3、重力的施力物体是地球,方向竖直向下。
出示图片:画出重力方向教师总结:重力的方向总是竖直向下的,不能说垂直向下。
4、物体受到的重力G与物体质量m的关系是:G=mg(1)g是自由落体加速度。
(2)g的单位:N/kg,m/s21 N/kg=m/s2(3)在没有空气阻力时,由静止下落的物体做自由落体运动。
做自由落体运动的物体只受到重力的作用,g又叫做重力加速度。
出示图片:自由落体运动5、重心一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作这一点叫做物体的重心。
重心可以看作是物体所受重力的作用点。
学生动手画出重力方向学生观察图片了解重心掌握重力的方向让学生认识重心是假设的点并不实际存在(1)质量均匀分布的物体,重心的位置只跟物体的形状有关。
质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。
出示图片:形状规则的均匀物体的重心均匀细直棒的重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱体的重心在轴线的中点。
(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。
出示图片:运载不同重物的货车质量不均匀、外形不规则物体的重心可以用二力平衡的知识通过实验来确定形状不规则物体的重心位置。
方法:先在A 点把物体悬挂起来,通过A 点画一条竖直线AB,由于A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡,薄板的重心必定在AB连线上,然后,再选另一处D点把物体悬挂起来,过D点画一条竖直线DE,薄板的重心必定在DE连线上。
因此,AB和DE的交点C,就是薄板的重心。
教学设计课程基本信息学科物理年级高一学期秋季课题§3.1 重力弹力教学目标1.物理观念1.1知道重力产生的原因、大小和方向。
会测量物体重力的大小。
1.2知道重心的概念,初步体会等效替代的思想,体会引入重心概念的意义。
1.3会画力的图示和示意图。
1.4通过实验观察,抽象概括弹力产生的条件。
1.5知道压力、支持力和拉力都是弹力。
会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化,分析弹力的方向。
了解重力和弹力在生产和生活中的应用,体会物理学与生产、生活的紧密联系。
2.科学思维2.1通过重心作为知识载体,体现了等效思想,让学生体会物理思想。
2.2通过桌子、电灯的物理情境抽象出简单的物理模型培养学生在真实的情境中建构模型的意识和能力。
2.3通过实验演示与小组问题讨论,培养学生的科学推理能力。
3.科学探究3.1在弹力部分按照从一般的弹力到特殊的思路,具体讨论了弹力的大小和方向,在研究思路上,体现了先定性再定量的研究思路。
3.2微小形变演示实验,激发学生学生物理的兴趣,实验操作、观察与科学思维的结合,促进学生科学探究与科学思维能力的发展。
教学内容教学重点:1.重力、弹力产生的条件及弹力的方向的判定。
2.胡克定律的得出。
教学难点:1.接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定。
2.胡克定律的得出。
教学过程【导语】自然界的物体不是孤立存在的,它们之间具有多种多样的相互作用。
正是由于这些相互作用,物体在形状、运动状态等许多方面会发生变化。
如何来研究这些相互作用呢?在力学中,物体间的相互作用抽象为一个概念---力【复习力】1.力是物体与物体之间的相互作用,存在施力物体和受力物体。
2.力的三要素:大小、方向、作用点。
3.力的作用效果:使物体发生形变或改变运动状态。
4.力的单位:牛顿,简称牛,符号 N。
5.力的分类:效果力,如支持力、拉力、阻力等。
性质力,如重力、弹力、摩擦力等。
【重力】1.重力地面附近一切物体都受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力特点:(1)重力≠地球对物体的引力(2)重力是一种“场力”,是非接触力重力的三要素:(1)大小:G=mg g:自由落体加速度(2)方向:竖直向下(3)作用点:重心2.重心重心的定义:一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心。
3.1 重力、基本相互作用教学过程一、复习预习回顾力的定义、力的三要素、力的示意图,同时我们也学习过重力,并且知道重力是由点到面地球对物体有引力的作用而产生的,严格地说,重力并不是地球的吸引力,而是吸引力的一部分,以后才会学到这些知识,现在知道就行了。
所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,而不能说地球的吸引力就是物体的重力,重力是在初中已经学习过的一个概念,对它的理解主要应该放在重心的研究上,知道不同情况下物体重心的位置二、知识讲解考点/易错点1力1.力的概念1)力是物体间的相互作用.其国际单位是牛顿,简称牛,符号是N .2)任何力都有四个基本属性,即物质性、相互性、瞬时性和方向性.2.力的作用效果1)力可以使物体发生形变;2)也力可以改变物体的运动状态,即改变物体运动速度的大小和方向.3.力的分类1)按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力……2)按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……考点/易错点2重力的定义重力的定义:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,叫做重力。
重力就是重量。
1、施力物体是地球,受力物体是重物。
2、地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。
因此,在今后的受力分析中重力肯定有。
在月球上,物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力,到其他星球表面也一样。
3、产生条件:是由于地球的吸引。
考点/易错点3重力的特点和三要素1.重力的特点1)地球上的一切物体都受到重力的作用.2)重力是非接触力:抛出去在空中运动的物体与静止时所受重力是不变的.3)重力的施力物体是地球.2.重力的三要素1)大小:重力与质量的关系是G mg =,通常取9.8N/kg g =粗略计算时10N/kg g =.g 的物理意义是:1kg 的物体所受重力的大小是9.8N .2)方向:竖直向下,与当地的水平面垂直,区分竖直向下和垂直向下3)作用点:重力的作用点在物体的重心上.考点/易错点4、重心的定义和确定重心位置的方法1、重心概念物体的各部分都受到重力的作用。
从效果上看,可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,或各部分重力的等效作用点,或各部分所受到的重力的合力的作用点,叫物体的重心。
通俗点讲,重心就是重力的作用点。
把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果,这就是物理学的一种等效替代的思想。
2、确定重心位置的方法与重心位置有关的因素:①与物体的形状有关;②与物体的质量分布有关。
质量分布均匀的物体的重心,跟物体的形状有关。
质量分布均匀的有规则形状的物体,其重心在物体的几何中心上如下图。
质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。
[木圆环,不规则形状薄木板的重心。
归纳:物体的重心可在物体之上,也可在物体之外。
物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。
简单介绍一下不倒翁的原理,让学生有一种印象,为以后学习平衡的种类奠定基础。
考点/易错点5、四种基本相互作用万有引力作用:引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。
对于通常大小的物体,它们之间的引力非常微弱,常被忽略不计。
电磁相互作用:电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。
电和磁是密切相关的,在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来,电力和磁力可统一为电磁相互作用。
引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。
这两种力是长程力,从理论上说,它们的作用范围是无限的。
但是,电磁力要比引力强得多。
宏观物体之间的相互作用,除引力外,所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
强相互作用和弱相互作用都是短程力。
短程力的作用范围在原子核尺度内。
强作用力只在10-15m范围内有显著作用,弱作用力的作用范围不超过10-16m。
这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来,在宏观世界里不能觉察它们的存在。
核子(质子、中子)、电子和中微子等参与弱相互作用。
强相互作用是介子和重子(包括质子、中子)之间的相互作用,因为这种力将核子束缚在一起,核物理学家们把它称为核相互作用。
三、例题精析【例题1】【题干】下列关于重力、重心的说法,正确的是()A.重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的B.物体的重心一定与它的几何中心重合C.用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上D.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外【答案】A【解析】A、地面附近的物体受到地球的吸引而产生的力叫做重力,故A正确;B、物体的重心与物体的形状和质量分布两个因素有关,形状规则且质量分布均匀的物体的重心一定与几何中心重合,故B 错误;C、用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,物体受重力和拉力而平衡,根据平衡条件,两个力一定等值、方向、共线,重力作用线过重心,故拉力的作用线也过重心,故C错误;D、物体的重心与物体的形状和质量分布两个因素有关,物体的重心可以在物体内,也可能在物体外,如L形金属棒,故D 错误;【例题2】【题干】)A.物体只有在地面静止时才受到重力作用BC.物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力D【答案】D【解析】A、B、C、由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,与物体的运动状态无关,故A错误、B错误、C错误;D、重力源自于地球的万有引力,与物体速度无关,故同一物体在同一地点,不论其运动状态如何,它所受到的重力都是一样大,故D正确;【例题3】如图,杯和水的共同重心将()A.一起下降B.一起上升C.先升后降D.先降后升【答案】D【解析】由于杯中水不断流出,剩余水的重心不断下降,而杯的重心不变,故开始一段时间内,两者共同的重心将下降;当水流出一定量以后,剩余水的重心继续下降,整体的重心可以彩极限法分析:当杯中水即将流尽时,水的重心在最底层,但水的质量很小,两者的重心位置接近于杯的重心位置,故重心先下降后上升。
四、课堂运用【基础】1、下列说法正确的是()A.甲用力把乙推倒而自己并未倒下,说明只是甲对乙施加了推力,而乙对甲没施加推力B.甲对乙施加了力的作用,甲是施力物体,同时也是受力物体C.带正电的甲球吸引带负电的乙球,那么乙球也吸引甲球,但是磁铁吸引铁块,而铁块不会吸引磁铁D.力不能离开物体单独存在【答案】BD【解析】力的作用是相互的,AC错;一个物体是施力物体的同时也是受力物体,B对;D正确。
2、请你判断下列说法正确的是()A.物体不受力,则物体的运动状态一定不改变。
B.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为受到一个竖直向上的升力。
C.物体对地面的压力等于物体的重力。
D.同一个物体既可以是施力物体也可以是受力物体。
【答案】AD【解析】物体不受力,则物体的运动状态一定不变,A对;竖直向上的物体受到在空中运动时只受到重力作用,竖直向下,B 错;只有当物体静止在地面时,物体对地面的压力才等于物体的重力,C错;同一个物体是受力物体的同时也是受力物体,D 对【巩固】1、一个质量为60千克的人,在地球上的重力约为600N,当他登上月球时(月球的表面重力加速度约为地球表面的1/6),他的质量和重力分别为()A、60kg 600NB、60kg 100NC、10kg 600ND、 10kg 100N【答案】B【解析】质量是物体所含物质的多少,是不随空间的变化而变化,而重力mgG=的g随空间的不同而不同,地球重力加速度是月球重力加速度的6 倍,所以同一物体在地球上的重力是月球上重力的6倍。
2、一个物体受到的重力在哪些情况下改变()A.从赤道拿到两极。
B.把它送到月球上去。
C.把它从地面浸入水中。
D.将物体置于运动的电梯中。
【答案】AB【解析】质量不随位置变化,而重力mgG=的g随空间的不同而不同,CD选项中可以认为物体是在同一地点,g没有发生变化。
【拔高】1、有一条质量均匀分布的长为L的绳子盘在水平地面上,现将它竖直向上拉起,当它的下端恰好离地时,它的重心位置升高了多少?L【答案】2【解析】开始绳子盘在水平面上,则重心在水平面上,向上拉起至下端恰好离地时,物体中心在几何中心上2、下表是地球表面上不同地点的重力加速度值.根据表中数据,可以得出下列哪些结论()A.不同物体的重力加速度g的数值一般不同B.重力加速度g的大小约为9.8m/s2C.在地球表面,纬度越高,重力加速度g的数值越大D.在地球上不同纬度的地方,重力加速度g的数值是不同的【答案】BCD【解析】A、物体的重力加速度g的数值与纬度、高度有关,与物体无关.故A错误.B、从表格数据看出,重力加速度g大小大约值为9.8m/s2.故B正确.C、D从表格数据看出,重力加速度g大小随纬度的增大而增大.故CD正确.故选BCD五、课程小结今天这节课我们学习了力、基本相互作用、重力。
第一部分内容是初中学习过的,在这里重点应该放在重心的理解,重力大小、重力的方向以及理解不同情况下物体重心的位置。
同时通过这节课的探究学习也为我们下一节课学习物理学中一个重要的定理做了铺垫。