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第3节　重力
知识与技能：
1．知道什么叫重力，了解重力产生的原因。
2．知道重力的方向、重心以及铅垂线的应用。
3．理解重力的大小与质量的关系。
过程与方法：
1．经历探究重力的大小跟什么因素有关的过程。
2．尝试根据已有经验提出科学的猜想。
3．体会用图象处理实验数据、根据图象得出实验结论的方法。
情感、态度与价值观：
1．培养学生乐于探索自然现象、物理规律的兴趣，提高学生辩证地分析物理知识的意识。
2．培养学生的交流意识与团队协作精神。
3．培养学生乐于参与科学实践的情感，在实验中养成严谨的科学态度。
重点：探究重力的大小与质量的关系。
难点：重力的方向。
多媒体课件、弹簧测力计、钩码若干、细线、剪刀、直尺。
一、情景导入
多媒体展示生活中的图片：熟了的苹果落向地面、壮观的瀑布、搬起石头砸了自己的脚……
　　　　
苹果、水、石头为什么总是向下落，而不飞向空中呢？你能再举几个生活中相似的实例吗？这就涉及今天我们要学的一种力——重力。
同学们知道牛顿吗？就是那个看到成熟的苹果落向地面而发现了万有引力的人。他说，宇宙中的任何物体，大到太阳，小到灰尘之间，都存在着相互吸引的力，并把它叫做万有引力。有同学不禁要问，既然有万有引力，为什么我没有被别的同学吸引走，也没有同学被我吸引过来呢？同学们学了本节课的知识之后就能明白其中的道理了。
二、合作探究
　重力的大小
1．认识重力
生活中，同学们可以随处发现像上面多媒体展示的图片中的现象。这些现象产生的原因是地球对它附近的物体有吸引作用，物理学中把地球的这种吸引作用叫做引力。
重力：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，地球附近的所有物体都受到重力的作用。
既然地球上的所有物体都受到重力的作用，那么地球以外的太空中的物体受到重力的作用吗？
同学们大胆猜想，结合我国载人航天飞船上宇航员的实际情况，思考并交流讨论地球以外的太空中的物体是否受到重力的作用？重力的施力物体是什么？
(1)重力产生的原因：地球的吸引。
(2)重力的施力物体是地球，受力物体是地球附近的所有物体。
2．重力的大小
物体的重力大小可能跟什么因素有关？又是什么关系呢？
同学们交流讨论重力的大小与什么因素有关？
实验探究：探究重力的大小跟质量的关系。
分组探究，步骤如图所示，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：物体的质量、物体所受重力的大小。
(2)实验器材：弹簧测力计、钩码若干。
(3)实验步骤：
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；
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码质量/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
重力/N
/(N·kg-1)
　　⑤处理实验数据，计算G与m的比值；
⑥画重力与质量关系的图象；
⑦小组实验完毕，相互交流实验数据和画出的图象。
(4)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。
教师引导说明：科学家们所做的大量实验表明，物体所受的重力与质量的比值约是9.8 N/kg，即g＝9.8 N/kg。因此，＝g或G＝mg。
(1)公式G＝mg中，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)说明：粗略计算时g可取10 N/kg。
　重力的方向
经过上面的学习我们知道了重力的大小跟质量有关，那么重力的方向又是怎样的呢？
教师演示实验：用细线把某物体悬挂起来，静止时让学生观察细线的方向是否是竖直方向。然后剪断细线，同时让学生观察物体在重力作用下沿什么方向下落？(这样又一次让学生自己去“发现”：重力的方向是竖直向下的)
多媒体展示图片：利用铅垂线可以检查墙砌得是否竖直。
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。(重力的方向可由铅垂线推断，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)
重力的方向总是竖直向下的。
地球上不同地方的人或物体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。因为地球呈球形，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。
　重心
接下来我们来探究重力的另外一个要素：作用点。重力的作用点叫重心。
同学们自己利用手边的直尺来做一个小实验：找重心。请同学们把直尺放在手指上并且让直尺静止不动，注意不要让它掉下来。
地球吸引物体的每一部分，对于整个物体(直尺)，重力作用的表现就好像它作用在某个点上(这个点正好在直尺的中间位置)，这个点叫做物体的重心。简单说，重心就是重力在物体上的等效作用点。
多媒体展示：对重心的六点认识。
①重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。
②质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关，规则几何形状的均匀物体，它的重心在它的几何中心，如铅球的重心就在球心。
③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。
④物体重心的位置，可以在物体上，也可以在物体外。如图甲所示，一个平板的重心在板上，而一个铁环的重心就不在环上。
　　
⑤薄板重心的求法(悬挂法)：薄板的重心位置可用悬挂法求出。如图乙所示，先在A点把薄板悬挂起来，物体静止时，所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直直线AB上。然后在C点把薄板悬挂起来，同理可知，薄板的重心一定在通过C点的竖直直线CD上，AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。
⑥重心的位置与物体所在的位置、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，其重心的位置也会发生变化。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。
重心：重力的作用点叫重心，质地均匀、外形规则的物体，其重心就在它的几何中心上。
　重力的由来
1665至1667年间，一天傍晚，牛顿坐在苹果树下乘凉，一个苹果从树上掉下来。他忽然想到：为什么苹果只向地面落，而不向天上飞呢？
多媒体播放视频：万有引力模拟实验及讲解。(视频详见教学课件)
(1)如图甲所示，物体为什么没有飞出去？(学生通过自己的观察得出原因：有绳子的拉力在拉着物体)
　
(2)图乙中月球在绕地球做类似的运动，为何不会飞走？(学生思考：在地月之间也有一个类似绳子拉力的力在束缚着月亮)
牛顿提出：宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。正是地球对它附近的物体的吸引力，才产生了重力。
第3节　重力
完成对应课时内容。
这节课是在学生前面学过的力的知识的基础上进行的教学，教学过程如下：先通过学生熟悉的例子使学生认识重力的存在，然后通过学生的探究实验，探究物体所受重力的大小跟什么因素有关，再探究重力的方向及重心。在探究重力的大小跟什么因素有关时，用在坐标系上作图的方法得出重力跟质量的关系，这种做法思路简洁，学生容易掌握，同时让学生掌握利用数学知识解决物理问题的一种方法——图象法。关于重力的方向，首先说明用细线将物体悬挂起来后，物体静止时悬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，并让学生明白竖直向下的“下”指的是什么及它与“垂直向下”的区别。通过实际的例子说明竖直向下的重力方向在实际中的应用，培养学生运用知识解决实际问题的能力。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作用在一个点上，这个点叫物体的重心。

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