资源简介

2022-2023学年鲁科版（2019）必修第一册 3.1 重力与重心 教案
【教材分析】
本节内容选自鲁科版必修一第三章第一节，是在初中学习了力学初步的基础上对力的概念和表述进一步深化，为后面学习弹力、摩擦力和力的合成与分解打下基础。重力是一种基础力，了解重力的大小测量方法和方向，掌握重心位置与稳定性的关系，可以进一步体会重力和重心在日常生活中的原理和应用。
【教学目标与核心素养】
【物理观念】了解重力的内涵，能用重力的概念和规律说明生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题。
【科学思维】能对物体的重力进行分析，知道质疑和创新的重要性。
【科学探究】能通过做图表示力的大小和方向，通过观察演示实验讨论交流得出结论。
【科学态度与责任】有学习物理的兴趣，知道实事求是和他人合作的重要性，知道物理学渗透在日常生活的方方面面。
【教学重难点】
教学重点：重力的大小和方向；重心的概念；重心位置的判断。
教学难点：力的图示；“重心”的理解；如何寻找重心位置。
【教学过程】
【导入新课】
思考：为什么水往低处流？为什么“飞”的再高的物体最终都会落回地面？为什么玩具会变形？
引出“力”的概念。
教师过渡：无论是被风卷起的沙尘、飞舞的落叶，还是被踢起的足球，最终都会落下来。通过初中物理的学习，我们知道这是重力产生的效果。本节我们将进一步学习重力及其相关内容。
【新课讲授】
一、力的描述
定义：力是物体和物体之间的相互作用，能使物体的形状、运动状态发生改变。
2．单位：牛顿，简称牛，用符号N表示。
球与球拍之间有力的作用。通过分析该力引出力的性质。
3．力的性质
物质性：不能离开物体独立存在。
相互性：施力物体也是受力物体。
矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。
通过这三幅图引出“力是物体发生形变的原因”
通过这三幅图引出“力是物体运动状态改变的原因”
引出“力的效果”
4．力的效果
使物体形变
物体运动状态改变
思考：（1）用10N的力拉门和用0.01N的力拉门，效果一样吗？
力的大小对力的效果有影响
思考：（2）用10N的力拉门和推门，效果一样么？
力的方向对力的效果有影响
思考：（3）用两个10N的力分别作用在门的外沿和内沿，效果一样么？
力的作用点对力的效果有影响
5．力的三要素：大小、方向、作用点
如何表示作用在物体上的拉力F？
◆力的示意图
◆力的图示
【随堂小练】画出以下力的图示
水平桌面对书产生5N的支持力 把物体用3N的力压在墙壁上
二、重力及其测量
思考：为什么苹果会落在地面上？引出重力概念。
1．定义：因地球的吸引而使物体受到的力称为重力，物体所受重力的大小常简称为物重，用符号G表示。
产生原因：地球吸引
施力物体：地球
受力物体：地面上和地面附近的一切物体
2．重力的大小
(
G＝mg
，
式中的比例系数g=9.8N/kg
)（1）用工具测量 弹簧测力计、台秤等
（2）用公式计算
g值随地球纬度的增加而增加，减小而减小；
g值随海拔高度的增加而减小，减小而增加
3．重力的方向：具有特殊性，总是垂直于水平面竖直向下
思考：上述几个图中，重垂线是利用了什么原理？
思考：重力的大小和方向都了解了，那么重力的作用点呢？
三、物体的重心
1．重心的理解
思考：（1）橙子的各部分都受到重力，那如何表示整个橙子受到的力？
等效
（2）如果要用一根手指把一只盘子顶稳（图3-6），手指应该顶在盘底的什么位置？
其实，这两个问题与物体的重心有关。
明确重心定义：处在地球附近的物体，虽然它的各个组成部分都受重力的作用，但从效果上看，可认为重力集中作用在一个点上，我们把这个点视为重力的等效作用点，称为物体的重心（center of gravity）
结论：任何物体都有重心，而且只有一个重心。
2．重心的位置
思考：重心在哪？
(
圆板
铅球
圆柱体
)
质量分布均匀，形状规则的物体，其重心在几何中心处。
(
圆环
篮球
圆筒
)思考：重心一定在物体上么？
结论：重心可以在物体上，也可以不在物体上。
思考：质量不均匀的物体重心位置如何寻找？
悬挂法
(
A
B
O
D
E
) (
Ａ
Ｂ
)
思考：一根粗细均匀的铁丝伸直时，其重心在什么位置？
思考：将这一根铁丝弯曲成一个圆环时，其重心在什么位置？
结论：重心的位置是可以改变的
3．重心与稳度
木板上放有三个底面积相同，高度不同的长方体纸箱，质量分布均匀，那么他们的重心位置应该在什么位置？
缓慢抬高木板的一端，观察三个纸箱的稳定情况？
结论：重心越低越稳定。举出日常生活中用此原理的应用。
思考：一瓶饮料，正放和倒放，其重心位置是否在同一高度？
思考：哪种放置方式不容易倒？
引导学生得出“接触面积越大越稳定”。
明确：重心的高低会影响物体的稳定。例如，我国古代的汲水瓶（课本图3-8），当未装水时，它会倾倒；把它放到水里，水会自动流进去。当瓶中汲入适量的水时，瓶的重心降低，提绳时瓶就会被直立着提上来。当瓶中的水太满时，瓶的重心升高，瓶又会自动倾倒，将多余的水倒出。这种汲水瓶巧妙地利用重心变换，使得汲水方便、省力，又能控制汲水量，充分体现了我国古代劳动人民的智慧。
小结：观察我们的周围，你会发现不少巧妙利用重心的事例。例如，高大的建筑物通常是上小下大；装运货物时，总是把重的物品放在下面，轻的物品放在上面。这些都是为了降低重心，提高稳定程度。在走钢丝表演中，表演者充分考虑了重心的位置，能在钢丝上来去自如。
【课堂小结】
一、力的描述
1．定义：力是物体与物体之间的相互作用。
2．力的三要素：大小、方向、作用点
3．力的表示方法：力的图示、力的示意图
二、重力及其测量
1．定义：物体由于地球的吸引而受到的力。
2．大小：（1）公式 G＝mg
（2）测量 弹簧测力计等
3．方向：竖直向下
三、物体的重心
1．任何物体都有重心，而且只有一个重心。
2．重心的位置是可以变化的。
3．物体的稳度与重心的位置和接触面的面积有关。

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