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沪科版八年级物理（2024） 第六章 熟悉而陌生的力
第三节 来自地球的力 （教学设计）
【课题】第三节 来自地球的力
【学习目标】
1.能通过实验，认识、理解重力的概念。
2.经历探究重力与质量关系的实验过程，知道重力大小与质量的关系。能运用公式G=mg进行定量计算。
3.知道重力的方向与重心的含义，了解重心位置与物体稳定性的关系，能用重力及重心等解释生产生活中的相关现象。
4.认识重力在生产生活中的应用，了解我国航天的成就，有兴趣探索人类在太空中的失重问题。
【学习重点】
1. 掌握重力的概念，知道物体受到重力的普遍性。
2. 利用公式G=mg进行重力与质量的相关计算。
3. 知道重力的方向总是竖直向下，理解重心的概念。
【学习难点】
1.理解重力的方向是“竖直向下”的。
2.理解重心是重力的等效作用点，能利用悬挂法确定形状不规则物体的重心位置。
3.理解失重并非物体不受重力作用。
【新课导入】
生活中我们常见到这样的现象，熟透了的苹果自动从树上落下，河水由高处向低处流，向空中踢出的足球落向地面…… 这究竟是什么原因？
这是因为苹果、河水、足球受到了来自地球的作用力——重力。
【板书课题】 第三节 来自地球的力
知识点一 重力的大小
1.重力
重力是地球附近一切物体都受到的力，它是由于地球对物体的吸引而产生的。重力的施力物体是地球。
正是由于重力的作用，苹果会落下，水会往低处流，抛出去的物体会落向地面。
高处的水受到重力的作用，会流向低处。飞机投放的物资受到重力的作用会落向地面。跳水运动员受到重力的作用会落入水中。
2. 重力大小的测量
物体所受重力大小可用弹簧测力计测量。
把物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上，当物体静止时，弹簧测力计的示数就可看成物体所受重力的大小。
提示：用手提某物体，当物体静止时，手对物体的拉力大小等于物体重力的大小。
3. 物体质量之间有什么关系呢？
探究重力的大小与质量的关系
将弹簧测力计竖直放置并调零，然后在其挂钩上依次增加 1 个相同的钩码，待钩码重新静止后记下弹簧测力计的每一次示数（等于钩码所受重力的大小）。
【播放实验视频】探究重力的大小与质量的关系
【数据记录】
质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
重力G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
重力和质量的比值G/m 10 10 10 10 10 10
g/(N/kg)
实验结论
①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加。每一次实验中重力与质量的比值是一个不变的常数，大约是10.0N/kg .由此可得物体所受重力和质量的关系：物体所受的重力跟它的质量成正比。
②以质量m为横坐标、重力G为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量的关系图象。
②物体所受重力和质量的关系图像是一条过原点的斜向上的直线。由此可得物体所受重力和质量的关系：物体所受的重力跟它的质量成正比。
实验结论
大量实验表明： 物体所受重力的大小与它的质量成正比，其比值是定值，约等于 9.8 N/kg.
若用 G 表示重力，m 表示质量，g 表示重力与质量之比，则地球附近物体所受重力的大小与其质量的关系可用如下式子表示：
G：物体所受的重力，单位是牛（N)；
m：物体的质量，单位是千克（kg)；
g=9.8N/kg（粗略计算时取10N/kg）
，表示质量为1kg的物体所受的重力为9.8N.
注意：物体所受重力的大小还与物体所处的海拔高度与地理纬度位置有关。
①在同一地区，g随其离地面高度的增加而减小；
②距离海平面相同高度的物体，g随其所在地理纬度的增加而增大，在赤道上g最小，在两极上g最大；
③月球上的g值大约是地球上的六分之一。
【课堂练习】
【例题1】(24-25学年重庆大足区期末考试题) 如图所示，向空中撒开的渔网，最终会落到水里，这是由于渔网受到_____ 力的作用，这个力的施力物体是 ________。
【答案】 重 地球
【解析】向空中撒开的渔网，最终会落到水里，这是由于渔网受到重力的作用，这个力的施力物体是地球。
【例题2】小张同学的质量是 50 kg，他受到的重力是多少牛？小王同学受到的重力是 392 N，她的质量是多少千克？
分析 知道小张同学的质量，可根据 G = mg 求他受到的重力；知道小王同学受到的重力，可由 m = ，G 求她的质量。
解 由题意，小张的质量 m1 = 50 kg，小王受到的重力 G2 = 392 N.
根据公式 G = mg，小张受到的重力为G1 = m1g = 50 kg×9.8 N/kg = 490 N
小王的质量为m2 = ,
所以，小张同学受到的重力是 490 N，小王同学的质量是 40 kg.
讨论
仿照上例，算一算自己受到的重力。请对照《国家学生体质健康标准》，看看自己的体重是否符合要求，并为自己拟定一个健康饮食和锻炼的计划。
知识点二 重力的方向
1.重力的方向
如果你留意生活中与重力作用相关的现象，就不难发现重力的方向是怎样的。
例如，悬挂电灯的电线静止时总是竖直下垂的；原本在手中静止的物体，松手后总是竖直向下落的。
这些现象表明：重力的方向总是竖直向下的。
重力的方向总是竖直向下的。悬线自由下垂的方向都是竖直（垂直水平面）向下的，与斜面不一定垂直，所以重力的方向不能说垂直向下。
2.重垂线
在一根线下吊一个重物，就做成一根重垂线。
重垂线可指示重力的方向（竖直向下），这一特点被人们广泛应用于生产生活实践。
例如，利用重垂线可检查工作台面是否水平、墙壁上的画是否挂正，在建筑施工中可检查所砌墙是否竖直。
【课堂练习】
【例题3】(25-26学年天津宝坻期末考试题）在四个圆柱形密封容器中装有质里相等的水，分别放在地球上甲、乙、丙、丁四个地区。如图所示，容器中阴影部分表示水，其中最接近实际的示意图是【 】
【答案】C
【解析】地球上物体所受重力的方向总是竖直向下的，即垂直与水平地面指向地心，容器中的水受重力作用，总会聚集在容器靠近地心的一侧。故选择C.
【例题4】(25-26学年重庆八中月考题）工地上的建筑工人经常用图甲所示的水平仪检查所砌的墙面是否水平。水平仪液体中的气泡居中表示墙面_______(填“水平”或“倾斜”)，若空气泡在B端，则表示B端的墙面偏_____(填“高”或“低”)。还可以用图乙水平仪进行检验，若把它朝东西方向放置，重垂线偏向水平仪中央刻度线的左方，说明此桌面_____(填“东”或“西”)侧偏高。
【答案】水平 高 东
【解析】液体在重力作用下会流向水平仪较低的一侧，挤压气泡使其向水平仪较高的一侧移动。因此，当气泡在B端时，表明B端的墙面比另一侧高。
重垂线偏向水平仪中央刻度线的左方，说明此桌面左侧偏低，右侧即东侧偏高。
知识点三 重力的作用点——重心
1. 物体的重心
物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，各部分受到的重力就好像集中作用在一个点上，这个点就叫做物体的重心。
重心是重力的等效作用点，不是重力的实际作用点；
重心的位置跟物体形状和质量的分布有关系。
质量分布均匀、形状规则的物体的重心，就在它的几何中心上。
质量分布均匀的球体的重心在球心上；质量分布均匀的长方体的重心在几何中心上；质量分布均匀的棒的重心在棒的中点。
2.物体的重心位置的确定
为了方便分析，在受力物体上画力的示意图时，常将力的作用点画在物体重心上。
【课堂练习】
【例题5】（25-26学年天津期末考试题）“圭表”是我国古代天文学家发明的天文观测仪器，如图所示。为了让“表”处于竖直位置，古代天文学家使用铅垂线进行校正，这种做法主要利用了【 】
A.重力的施力物体是地球
B.重力的大小与质量成正比
C.重力的作用点在其几何中心
D.重力的方向总是竖直向下
【答案】D
【解析】A.重力的施力物体是地球，无法用来判断物体是否处于竖直位置；
B.物体所受重力的大小与质量成正比，描述的是重力和质量的数量关系，不能用于判定物体是否处于竖直位置；
C.重力的作用点在其几何中心，这个结论仅适用于质量分布均匀、形状规则的物体，不能用于判定物体是否处于竖直位置；
D.重力的方向总是竖直向下，铅垂线（重垂线）正是利用了重力的这一特性来检验物体是否处于竖直位置的。故选择D.
【例题6】（25-26学年陕西渭南大荔城关中学期中考试题）玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来，就像本地特色泥塑摆件一样稳当，其奥妙是【 】
A.重力的方向总是竖直向下的
B.重力太小，可以忽略
C.重心位置较低
D.里面有自动升降的裝置
【答案】C
【解析】玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来，原因是不倒翁底部放有密度较大的铅粒，重心位置低，稳定程度大，不易摔倒。故选择C.
【例题7】(2026年新疆中考题）请在图中画出斜面上的物体所受重力的示意图（作用点已标出）。
【答案】
【解析】物体受到的重力G方向竖直向下，作用点在物体的重心上，过重心作竖直向下的有向线段，标上重力的符号G，即为重力的示意图。
【课后作业】作业： 1～6题。

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