资源简介

3.3 重力（教学设计）
年级 七年级 授课时间
课题 3.3 重力
教学 目标 科学观念：了解重力及重力产生的原因；了解重力的方向以及重垂线的应用；了解重力的大小与质量的关系； 科学思维：理解重力三要素的具体表示方式，利用数学模型解决物理问题； 探究实践：通过探究了解重力和质量的关系，培养通过观察法等进行总结实验现象的相关规律，学习知识迁移法、转换法的应用、实验探究法等能力； 态度责任：培养学生乐于探究自然现象，物理道理的兴趣，提高学生辩证的分析物理知识的意识。
教学 重难点 重点：重力的概念；重力的方向 难点：重力产生的原因；区分竖直与垂直
学情 分析 本节内容选自浙教版七下第三章第3节，本节主要内容主要是重力，重力是初中科学的重要内容之一，此前学生已学习力及力的三要素等相关知识，在此基础上学习重力是进一步深化和延伸，从知识上看，重力在力学学习上有着广泛的应用，是后续受力分析等内容的基础；从思想方法上看，重力与人类生活结合相当紧密，所以掌握好重力的相关知识，具有十分重要的意义。 本节内容拟用1课时完成教学。
教学 准备 课件、课本、活动器材等
教学过程
教师活动 学生活动
新 课 导 入 当熟透的苹果落到地面的时候，你是否想过：苹果为什么会落向地面，而不是飞向空中？当向上抛石块的时候，你是否想过：石块为什么不会一直向上运动，而是要返回地面？ 由物体下落思考重力的存在
新 知 讲 授 一、重力及其方向 抛出的物体落到地上，苹果下落，水总往地处流等等，由以上事实可知： 地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用。物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。 我们进一步分析一下重力 1.理解重力： （1）重力的施力物体：地球；受力物体：地球表面附近的一切物体； （2）地面附近的一切物体都受到重力的作用；重力是由于地球的吸引而产生的力，但注意重力不一定等于地球对物体的吸引力。 （3）重力是非接触力，如在空中的物体，不论静止还是运动所受重力与原来相同； （4）物体和地球之间的作用是相互的，物体受到地球的吸引力，地球也受到物体的吸引力。 活动：1．如图甲，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。 2．如图乙，将铁架台倾斜一定的角度，在图上画出球静止时细线的位置。 3．根据实验现象确认重力的方向。 实验事实表明，重力的方向总是竖直向下。 2.重力方向的理解 （1）重力的方向竖直向下是指垂直于所在地的水平面向下，近似指向地心； （2）重力的方向与运动状态无关，不管物体是否运动，怎样运动，重力的方向不变。 3.重力方向的应用 重力的方向竖直向下在生活和生产中有着重要的应用。例如，在建造房屋时，墙体的竖直性是房屋质量的重要指标，建筑工人常常利用如图所示的重垂线检测墙体是否竖直，还可以检验平面是否水平，画是否挂正等。 思考与讨论：你能用重垂线做一个水平仪吗？ 在三角板的顶端悬挂一个重锤，看重垂线是否和水平面垂直，来检查被测平面是否水平。 地球吸引物体的每一部分。但是，对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在某一个点上，这个点叫做物体的重心。 4.重心 （1）重力在物体上的等效作用点叫重心。常把重力的作用点画在重心上。 （2）重心的位置：①质量分布均匀，形状规则的物体重心在它的几何中心上。 ②质量分布不均匀的或形状不规则的物体可以利用悬挂法来确定重心。 用线将薄板悬挂起来，在板上作悬线的延长线，两次悬挂所作延长线的交点就是板的重心。 重心不一定在物体上，如圆环的重心在几何中心，不在圆环上。重心会偏向质量大的那一侧，质量分布改变，重心也会改变。 二、重力的大小 试着将身边的物品放在手中掂掂，你可以感受到不同的物体轻重并不相同。这表明不同的物体受到重力的大小并不相同。接下来我们探究以下重力大小的相关因素。 1.重力大小影响因素的探究 探究：重力大小的相关因素 重力作为一个力，其大小可以直接用弹簧测力计测量。 但是，重力的大小跟什么因素有关呢？一只西瓜要比一只苹果重，一桶水要比一杯水重。根据生活中的经验，你也许会作出如下假设： ①重力跟物体的质量有关，质量越大，重力越大； ②重力跟物体的体积有关，体积越大，重力越大…… 采用如下两个实验，可以对上述两个假设进行检验。 （1）检验假设①：将体积相同的铝块和铜块分别放在天平的两个托盘上，铜块的质量较大。用弹簧测力计测得铜块受到的重力较大。 （2）检验假设②：用天平测得质量相同的木块和铜块，木块的体积较大。用弹簧测力计测得两者受到的重力相同（填“相同”或“不同”）。 以上实验表明，重力的大小跟物体的质量有关（填“有关”或“无关”），跟物体的体积无关（填“有关”或“无关”）。 这时，我们可以提出一个新的问题： 重力的大小与质量之间究竟存在怎样的关系？ 【提出问题】重力的大小与质量有什么关系； 【作出假设】结合生活经验，通常物体的质量越大时，我们感觉它就越沉重，由此可以猜想———质量越大，重力越大； 【实验步骤】 1．每小组准备1个弹簧测力计、4个质量均为100克的钩码。 2．用弹簧测力计依次测出1～4个钩码受到的重力，把测量结果记录在表中。 钩码数（只）1234质量（千克）0.10.20.30.4重力（牛）0.981.962.943.92重力 / 质量（牛 / 千克）9.89.89.89.8
【数据处理和分析】以质量为横坐标，重力为纵坐标，建立如图所示的直角坐标系。根据表格中的数据，在坐标系上描点，连接这些点，看看重力和质量有什么关系。 分析图像可知，此图线是条过原点的直线，说明物体所受重力大小跟它的质量成正比，用g表示比值时，则 【实验结论】 物体所受的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值大约是9.8牛/千克。 2.重力的计算公式 如果用G表示物体受到的重力，m表示物体的质量，g表示9.8牛/千克，则上述结论可表示为，即； g=9.8N/kg的物理意义：质量为1千克的物体受到的重力是9.8N。 在粗略计算中，g的值可以取10牛/千克。 注意： 重力的大小还跟物体所在的纬度和高度有关。 物体在极地受到的重力比在赤道要略大些，在山脚受到的重力比在山顶要略大些。 不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一个物体在地球和月球的质量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一。 【新知阅读】不同星球上的重力 跟在地球上一样，在其他星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。如果把这些力也叫做重力的话，那么，物体在某星球上受到的重力不仅跟物体的质量有关，还跟该星球的质量、半径等因素有关。由于不同星球的质量和半径各不相同，所以同一个物体在不同星球上受到的重力并不相等。下表是质量为1千克的物质在不同星球上受到的重力。 星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星重力 （牛）1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00
由力的概念思考施力物体和受力物体，分析重力的特点。 进行活动，得出重力的方向是竖直向下的。 了解重力方向的应用。 思考水平仪的原理。 了解重力的作用点，以及重心的位置。 探究重力和质量的关系，得出结论。 了解重力的计算公式，以及g的物理意义。
课 堂 练 习 典例1 下列关于重力的说法中正确的是（ ） A.物体只有静止时才受重力作用 B.自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受的重力越来越大 C.物体所受的重力是由地球吸引产生的 D.同一物体，在地球上受到的重力大小总保持不变，与物体所在的位置无关 【答案】C 【解析】ABC.物体所受的重力是由地球吸引产生的，与物体质量和重力加速度有关，与运动状态无关，物体速度增大、静止时，重力不变，故AB错误，C正确； D.在地球上不同的位置的重力加速度不一定相等，所以质量为m的物体受到的重力大小并不是在任何地方都相等，故D错误。 故选C。 典例2 过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖首墙壁上贴长方形年画时，可利用重锤线来检査年画是否贴正。如图所示的年画的长边与垂直线不平行，为了把年画贴正，则下列操作方法中正确的是（ ） A.换用质量大的重锤 B.上下移动年华的位置 C.调整年画，使年画的长边与重垂线平行 D.调整重垂线，使重垂线与年画的长边平行 【答案】C 【解析】因为重力的方向总是竖直向下的，所以，为了把年画贴正，通常做法是调整年画，使年画的长边与重垂线平行，因为重力方向竖直向下，所以年画的边长也竖直向下，此时年画就挂正了，故C正确，ABD错误。 故选C。 典例3 正在太空中运行的我国首个真正意义上的空间实验室“天官二号”，假设该实验室处于完全失重状态，则不能完成的是（ ） A.用弹簧测力计测拉力 B.让笔记本悬浮在空中 C.用重锤线校正物体是否竖直放置 D.用握力棒锻炼臂力 【答案】C 【解析】A.用弹簧测力计测拉力利用的是弹簧的弹力，太空中弹力是可存在的，故A可以完成，不符合题意； B.太空中是失重状态，笔记本悬浮在空中，故B可以完成，不符合题意； C.用重锤线校正物体是否竖直放置利用了重力，但太空中物体完全失重，故C不能完成，符合题意； D.用握力棒锻炼臂力利用了弹力，太空中弹力是可存在的，故D可以完成，不符合题意； 故选C。 典例4 探测月壤的力学性质是嫦娥五号登月的科研任务之一，2020年12月17日凌晨嫦娥五号携带着月壤样本成功返回地球。根据要求回答下列问题： （1）列式计算1千克月壤样品在地球上所受重力是多少？ 。 （2）科学家对月球上重力与质量的关系进行了探究，请完成下表。 请你根据上表，可以得出的结论： 。 （3）在地球上，用大小为F的拉力使弹簧伸长ΔL；若在月球上使同一弹簧伸长ΔL，所需的拉力大小为 （选填“大于”“小于”“等于”）F。 【答案】（1）9.8N；（2）1.6；月球上重力与质量比值是一个定值，为1.6（3）等于 【解析】（1）月壤样品在地球表面所受重力G=mg=lkgx9.8N/kg=9.8N； （2）由表中数据可知，重力和质量之比均为1.6N/kg；由此可得结论：月球上重力与质量比值是一个定值，为1.6； （3）在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比，这个规律与地、月环境无关，所以若在月球上使同一弹簧伸长ΔL，所需的拉力大小等于F。 典例5兴趣小组的同学探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”时，实验记录如下表： （1）分析表中的实验数据，可以得出的结论是 。 （2）上表中计算物体重力与质量的比值的目的是 。 （3）本实验多次测量获得多组数据的目的是 （选填编号） ①为了求平均值，使测得的数据更准确，减小误差；②为了寻找普遍规律。 【答案】（1）物体所受重力与其质量成正比（2）为了得到重力和质量的关系（3）② 【解析】（1）由表中数据可知，重力与质量的比值相等，可以得到物体所受重力与其质量成正比。 （2）为了得到重力和质量的关系，需要计算物体重力与质量的比值。 （3）本实验需要多次测量，是为了通过探究得出重力和质量的关系，使结论更具普遍性，故②正确。
课 堂 小 结 1.重力及其方向 （1）概念：地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用。物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。 （2）受力物体：地球表面附近的物体；施力物体：地球； （3）方向：重力的方向总是竖直向下，与水平地面垂直指向地心。（在宇宙中观察指向地球中心） （4）重力方向的应用：重垂线检测墙体是否竖直、利用水平仪检查桌面、窗台等是否水平等。 （5）重心：重力在物体上的等效作用点叫重心。常把重力的作用点画在重心上。 （6）重心的位置：①质量分布均匀，形状规则的物体重心在它的儿何中心上。 ②质量分布不均匀的或形状不规则的物体可以利用悬挂法来确定重心；重心不一定在物体上，如圆环的重心在几何中心。重心会偏向质量大的那一侧。 2.重力的大小 （1）物体受到的重力跟它的质量成正比。（探究实验） （2）重力的计算：①公式：G=mg，其中重力G的单位是牛，质量m的单位是千克，g取9.8N/kg，近似可取g=10N/kg； ②g=9.8N/kg的物理意义：质量为1千克的物体受到的重力是9.8N。 ③地球不同位置g的值不同，越接近两极g越大；不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一个物体在地球和月球的质量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一。
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