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2019-2020年高中物理《重力 基本相互作用》教案11 新人教版必修1 一、教學(xué)目標(biāo) 1．物理知識(shí)方面的要求： （1）知道重力是物體由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的力； （2）掌握重力的方向和大小，掌握重心的概念，會(huì)求質(zhì)量分布均勻且形狀規(guī)則物體的重心； （3）知道萬有引力的大小與物體質(zhì)量及物體間距離的定性關(guān)系。 2．通過觀察和親身感受以及對(duì)初中知識(shí)的回顧，概括出重力的產(chǎn)生、方向及大小與什么有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)知識(shí)的能力以及認(rèn)真閱讀教材的習(xí)慣。 3．通過“重心”概念的引入滲透“等效代換”的物理學(xué)方法。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．“重力的大小跟物體的質(zhì)量和g值有關(guān)”是本節(jié)的重點(diǎn)，g值恒定是有條件的。 2．“重心”的概念是本節(jié)的難點(diǎn)。“重心”是為了研究問題方便而引入的，它是物體每一部分所受重力合力的作用點(diǎn)，而力的合成以后才學(xué)到。 三、教具 1．演示重力和質(zhì)量的關(guān)系 彈簧秤（懸掛式、臺(tái)式兩種）、鐵塊及外表相近的鋁塊（均用相同顏色油漆涂飾外表）、鉤碼（50g10）。 2．演示重心 （1）重心板（直角尺狀、三角板——有懸線）； （2）起重機(jī)重心變化的CAI課件； （3）“欹器”——錄像片； （4）“雙錐體”及配套支架； （5）“鐵鍬”模型——紙管一端纏有金屬絲，剪刀、天平。 四、主要教學(xué)過程 （一）引入新課 這里有兩個(gè)物體，請(qǐng)同學(xué)來描述一下它們有什么不一樣，最顯著的不同是什么？ 用手掂一掂，或彈簧秤稱量一下，發(fā)現(xiàn)它們不一樣重。這里的“重”是我們的感受，或是測(cè)量的結(jié)果，這說明這兩個(gè)物體受到的重力不同。 現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)第二節(jié)：重力 （二）教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1．重力是怎樣產(chǎn)生的 地球上的一切物體都受到地球的吸引，（水會(huì)自動(dòng)從高處流向低處，拋出的物體會(huì)落回地面）重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的力。 明確：地球上物體受到重力，施力者是地球。物體都有質(zhì)量，只要在地球的引力范圍之內(nèi)，物體就會(huì)受到重力作用。 2．重力的方向和大小 （1）請(qǐng)同學(xué)回答：根據(jù)什么說“重力的方向是豎直向下的”？ 觀察：由靜止釋放的物體（粉筆頭）沿豎直方向下落；懸掛在細(xì)繩下的物體靜止時(shí)，繩沿豎直方向——由二力平衡和重力沿豎直方向向下。 如果有同學(xué)問“紙片飄飄落到地上，并不是豎直下落的，怎樣解釋？”答：飄忽不定是因?yàn)榭諝庾枇Φ淖饔茫绻麤]有空氣阻力，紙片也是豎直落下的。以后我們還會(huì)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的。 指出幾點(diǎn)： ①豎直方向也叫重錘線方向，也就是與水平面相垂直的方向，因此，不宜把豎直方向說成“垂直”方向； ②“向下”是相對(duì)于地面上的觀察者來說的，對(duì)于地球另一端的觀察者，其“上”、“下”指向剛好與我們相反。 （2）重力的大小跟物體的質(zhì)量成正比。 ①重力的大小可以用彈簧秤來測(cè)量（原理：二力平衡）； ②實(shí)驗(yàn)：重力的大小跟物體的質(zhì)量成正比 G＝mg 指導(dǎo)閱讀教材第11頁第1段：“在靜止的情況下，物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫σ驳扔谖矬w受到的重力?！闭页鲫P(guān)鍵詞并加以理解。 “靜止”：演示細(xì)線懸掛重物加速上升時(shí)線被拉斷——重物對(duì)懸線的拉力大于重力；臺(tái)秤加速下降時(shí)，示數(shù)小于物重——被稱物體對(duì)支持面的壓力小于重力。 “豎直”懸繩（或“水平”支持物）： “等于”：只是數(shù)值上相等。重力施力物是地球，對(duì)繩的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┦┝φ呤窃撐矬w，以后還會(huì)學(xué)到其它區(qū)別。因此將“等于”二字換成“就是”二字是不妥的。 3．重心 物體的每一部分都受到重力作用，為了研究問題方便，從效果上看，我們可以認(rèn)為物體受到的重力集中作用在一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫物體的重心。 “認(rèn)為”：重心的概念是人為引入的。 “從效果上看”：等效代換的思想，即在處理某些問題時(shí)，如果想象把構(gòu)成物體的全部物質(zhì)壓縮成一個(gè)點(diǎn)集中在重心處，將不影響研究的結(jié)果。 （1）質(zhì)量分布均勻的物體，重心的位置只跟物體的形狀有關(guān)。 演示：均勻直棒的重心在中點(diǎn)；均勻三角板的重心在三條中線的交點(diǎn)。 均勻球的重心在球心，均勻圓環(huán)重心在圓心。 回顧：初中學(xué)過，可以用懸掛法找物體的重心。演示：重心板實(shí)驗(yàn)。 物體的重心不一定是物體上的一個(gè)點(diǎn)（如圓環(huán)、直角尺等）。 （2）質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置還跟質(zhì)量的分布情況有關(guān)。如：一把鐵鍬的重心在靠近鍬頭的一側(cè)。演示“模擬鐵鍬”的重心。問：如果從重心處切開，哪頭重？同學(xué)回答并用杠桿平衡解釋支點(diǎn)在重心處時(shí)“鐵鍬”的平衡。最后用剪刀剪開“鐵鍬”，兩段各放在天平兩盤中，驗(yàn)證一下。 演示：起重機(jī)的重心，隨著提升重物的質(zhì)量和高度而變化——CAI課件。 重心隨重物質(zhì)量增大而前移，隨提升高度增大而上移，重心快超出支面時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。 放錄像：欹器。 靜止時(shí)向右傾斜，倒入一半水時(shí)處于正位，繼續(xù)倒水，重心向左上方移動(dòng)，倒?jié)M水則傾覆?！皾M則覆，中則正，虛則欹”。 （3）重心的實(shí)用意義 重心的高低和支面的大小決定物體的穩(wěn)定程度。（可閱讀《讀本》第一冊(cè)第六章第六節(jié)） 計(jì)算勢(shì)能，用到重心的概念。 4．萬有引力 （1）地球?qū)λ車奈矬w有吸引作用。 牛頓從蘋果落地聯(lián)想到地球與月球之間、行星與太陽之間、任何兩個(gè)物體之間都有相互吸引的力，這種力叫萬有引力。 （2）萬有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。 （3）物體的質(zhì)量越大，萬有引力就越大；物體間距離越大，萬有引力就越小。（定量關(guān)系將在以后學(xué)習(xí)） 由于一般物體的質(zhì)量不大，它們之間的萬有引力極其微小。例如兩個(gè)直徑1m的鐵球（質(zhì)量約4 100kg）靠在一起時(shí)，它們間的萬有引力約為1.110-3N。 天體的質(zhì)量很大，因此天體間的萬有引力十分巨大。例如地球和太陽之間的萬有引力大約是3.61022N，它足以拉斷直徑9103km的鋼柱。 （三）課堂小結(jié) 1．重力是地球?qū)ξ矬w的引力所產(chǎn)生的。從本質(zhì)上講，重力屬于萬有引力，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的萬有引力。一般來說它們的大小和方向都有差別，但差別甚小。 2．物體在其它星球上受到星球的吸引也產(chǎn)生相應(yīng)的重力。通常不加說明時(shí)，“重力”是指物體在地球上受到的重力。 3．重力的方向是豎直向下的；重力的大小與物體的質(zhì)量和所在位置有關(guān)：G=mg。在地面附近不太大的范圍內(nèi)，可認(rèn)為物質(zhì)（質(zhì)量一定）受到的重力是恒力。（計(jì)算表明：沿地表相距1800m的兩點(diǎn)，重力的方向相差不到1′。） 4．重心是重力的作用點(diǎn)，重心不一定在物體上。重心位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。 （四）作業(yè)與思考 1．課本p．13練習(xí)二。說明：第（1）題第③項(xiàng)中“運(yùn)動(dòng)”指沿地面不太大的范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。 2．演示：雙錐體“往上爬”。請(qǐng)大家仔細(xì)觀察并揭秘。 軌道低端窄，雙錐體的重心高；軌道高端寬，雙錐體的重心低。表面看來雙錐體由A端釋放，會(huì)自動(dòng)地向較高的B端“爬升”。實(shí)際上仍是從重心高處向重心低處滾下來。 3．用一個(gè)手指支持鉛筆的一端使鉛筆直立而不倒不易做到，而把鉛筆換成一根教鞭，小頭立在手指上，就比較容易做到使其不倒，你知道其中的道理嗎？去查一查有關(guān)資料。 五、說明 1．重力及其三要素在初中已經(jīng)學(xué)過，從知識(shí)上講，本節(jié)內(nèi)容很容易掌握，屬于復(fù)習(xí)性質(zhì)的課，也可以安排學(xué)生自學(xué)。 2．重心概念的建立，滲透了“等效代換”的物理方法，對(duì)于以后學(xué)習(xí)“力的合成、分解”等有著十分重要的意義。 3．注意指導(dǎo)學(xué)習(xí)閱讀教材。請(qǐng)學(xué)生自己找出課文中的關(guān)鍵詞，并加以討論，加深理解。使學(xué)生從一開始就注意到如何閱讀教材，逐漸養(yǎng)成認(rèn)真讀書的好習(xí)慣。 4．介紹“欹器”，增加“雙錐體”和“模擬鐵鍬”的演示，目的是引起學(xué)生的興趣，激發(fā)他們?nèi)ゲ檎屹Y料，培養(yǎng)自學(xué)能力，學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，從而體會(huì)到，解決一個(gè)實(shí)際問題，需要多方面的知識(shí)和能力。