资源简介

重力 教学设计
教学目标
（1）物理观念：理解重力的概念及其产生原因，掌握重力的大小与质量的关系，能够用公式 G=mg 进行计算。
（2）科学思维：通过实验探究重力与质量的关系，培养学生分析数据、总结规律的能力，并能够运用科学方法解决实际问题。
（3）科学探究：通过观察和实验，探究重力的方向、重心及重垂线的应用，提升学生动手实践和合作探究的能力。
（4）科学态度与责任：激发学生对自然现象和物理规律的探究兴趣，培养学生辩证分析问题的意识，增强团队协作精神。
教学重难点
（1）从学生角度理解重力的方向 “竖直向下” 与 “垂直向下” 的区别。
（2）通过实验探究重力与质量的关系，理解公式 G=mg 的应用及其在真实情境中的意义。
（3）在真实情境中应用重心概念，分析物体平衡问题，培养学生的科学探究能力。
教学准备
（1）多媒体投影仪和电脑，用于展示课件和实验视频，增强学生对重力概念的理解和兴趣。
（2）实验器材套装，包括但不限于：弹簧测力计、钩码、细线、橡皮泥、刻度尺和水平仪，供学生亲手操作，验证重力与质量的关系及探索重心位置。
（3）互动式白板和配套软件，以便教师实时记录学生的讨论结果和实验数据，促进课堂互动和即时反馈。
教学过程
一、导入
教师播放一段视频，展示苹果下落、水流向低处以及抛出的球落地的现象。引导学生观看视频，并提出问题：在日常生活中，你还见过哪些类似的现象？
（学生开始思考并展开讨论。）
生：无论物体如何运动，最终都会落回地面。
师：同学们的回答非常好。接下来，我们来探讨这些现象产生的原因 ——重力。
二、新课讲授
1. 认识重力
（1）引入重力概念。
教师请学生回顾刚才的视频内容，然后引出重力的概念。解释说，正是因为地球对其附近的物体有吸引作用，物理学中将这种吸引作用称为引力。
板书：
重力：由于地球的吸引而使地球表面附近的物体受到的力，通常用字母 G 表示。
（2）探讨重力产生的原因。
师：既然地球上的所有物体都受到重力的作用，那么太空中远离地球的物体是否也会受到重力的影响呢？
生：不会。
师：为什么不会？
生：因为它们没有受到地球的吸引。
师：那么，重力的施力物体是什么？
学生思考片刻后回答：地球。
板书：
重力产生的原因：地球的吸引。
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. 重力的方向
（1）探讨重力的方向。
师：现在我们来探究重力的方向。大家猜想一下，重力的方向会是怎样的？
（学生踊跃发言，有人认为向下，有人认为向上，还有人认为可能是水平方向。）
教师通过演示实验验证学生的猜想。用细线悬挂一个物体，静止时让学生观察细线的方向是否竖直。接着剪断细线，让学生观察物体在重力作用下的运动轨迹。通过实验，学生能够直观地发现重力的方向是竖直向下的。
板书：重力的方向：总是竖直向下。
教师进一步解释：所谓的竖直向下是指与水平方向垂直并指向地球中心。需要注意的是，这与垂直于支持面向下是不同的，竖直向下是一个确定的方向，不随支持面的情况而变化。
（2）重垂线的应用。
师：重力方向的一个重要应用就是重垂线。谁能说说它有什么特点？
生：重垂线总是竖直向下的，与水平面垂直。
师：请大家举例说明重垂线在实际中的应用。
生：建筑工人砌墙时使用重锤线来校准墙壁是否竖直，确保其与水平面垂直。
师：如果要检查窗台、桌面是否水平，需要用到什么辅助工具？
学生思考并讨论。（教师提示可以使用 “水平仪”）
教师播放多媒体课件讲解 “水平仪” 的工作原理 。
水平仪（多媒体课件）
水平仪的制作：找两块木板 A 和 B，相互垂直钉在一起，在 A 木板中间画一条线，在线的上端钉一个钉子，将重锤线拴在下面。
水平仪的工作原理：当把它放在桌面上时，如果重垂线与所画的直线重合，说明桌面是水平的；若不重合，桌面就不水平。这是因为 A 木板与 B 木板互相垂直。若桌面水平，B 木板也是水平的，A 木板上的刻线就在竖直方向上。由于重力的方向总是竖直向下，重垂线也总是竖直向下，这时两线重合。
3. 重力与质量的关系
（1）引入重力大小的概念。
师：我们知道，力都有大小。那么重力的大小如何呢？通常称为重量。大家有没有注意到，有些物体所受的重力较大，有些则较小。请大家猜测，物体重力的大小与哪些因素有关？
学生积极发表看法：
生 1：可能与物体的体积有关；
生 2：可能与物体的质量有关；
生 3：可能与物体的形状有关；
生 4：可能与它相对地面的位置有关；
生 5：可能与物体的密度有关……
教师总结学生的猜想：重力的大小主要与质量有关，质量越大，重力越大。
（2）学生实验探究。
师：接下来，我们将通过实验来探究重力与质量的关系。请大家按照教材 P37 中的指导进行实验。
学生分组实验，填写表格记录数据，教师巡视指导。
钩码的质量 m/kg 钩码所受的重力 G/N G/m (N/kg)
50
100
150
…
学生分析数据（教师提醒学生可以参照教材 P39 图 7.3-9 做图像进行分析），并得出结论。各组学生展示实验记录，教师对正确结论给予肯定，并补充说明。
教师总结：
物体所受的重力跟它的质量成正比。
用公式表示为：G/m=g (或 G=mg)。
在同一地点，物体所受重力与其质量的比值是一定的，这个定值用 g 表示，一般情况下 g 取 9.8N/kg（表示质量为 1kg 的物体所受的重力为 9.8N）。
g 的数值与海拔、纬度有关。在同一纬度上，海拔越高，g 值越小。我国海南三亚地区 g=9.780N/kg，北京地区 g=9.802N/kg; 黑龙江漠河地区 g=9.816N/kg。g 值随纬度的增加而增大，在赤道上 g 值最小，在两极上 g 值最大，平均值约为 9.8N/kg。
板书：重力的大小：
重力的大小叫重量。
物体所受重力与质量成正比，重力与质量的比值约为 9.8N/kg。
用公式表示为：G/m=g (或 G=mg)，g 取 9.8N/kg。
例题 (用多媒体展示) 一块质量为 0.5 kg 的冰，它所受的重力为 _____ N。若它遇热融化成水，水受到的重力将 _____ (选填 “增大”、“减小” 或 “不变”)。
解析：根据公式 G=mg 可得，冰的重力 G=0.5 kg×9.8 N/kg=4.9 N。若冰遇热融化成水，水的质量不变，受到的重力也不变。
答案： 4.9 不变
4. 重心
（1）引入重心概念。
师：最后，我们来研究重力的另一个要素 —— 作用点，即重心。我们先来看一个实验。
教师演示实验：寻找刻度尺的重心，并在其重心处标上记号，引导学生理解刻度尺的重心在其几何中心。
教师用多媒体播放课件 “对重心的六点认识”，并进行详细讲解。
对重心的六点认识（多媒体课件）
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，有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，例如薄板的重心在板上，而铁环的重心不在环上；
⑤薄板重心的求法（悬挂法）：可以用悬挂法找到薄板的重心位置。先在 A 点把板悬挂起来，物体静止时，所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过 A 点的竖直线 AB 上。然后在 C 点把物体悬挂起来，同理知，物体的重心一定在通过 C 点的竖直线 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及放置状态和运动状态无关。但一个物体如果发生形变，重心的位置可能会发生变化。
通过以上详细的讲解和实验演示，学生能够更好地理解和掌握重力及其相关概念。
课后作业
（1）请学生设计一个实验，验证重力的大小与物体质量的关系，并记录实验过程及结果。
（2）结合生活实例，说明重垂线或水平仪在生活中的应用，并简述其工作原理。

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