重力

一、教学目标

1．物理知识方面的要求：

（1）知道重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力；

（2）掌握重力的方向和大小，掌握重心的概念，会求质量分布均匀且形状规则物体的重心；

（3）知道万有引力的大小与物体质量及物体间距离的定性关系。

2．通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾，概括出重力的产生、方向及大小与什么有关，培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯。

3．通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法。

二、重点、难点分析

1．“重力的大小跟物体的质量和g值有关”是本节的重点，g值恒定是有条件的。

2．“重心”的概念是本节的难点。“重心”是为了研究问题方便而引入的，它是物体每一部分所受重力合力的作用点，而力的合成以后才学到。

三、教具

1．演示重力和质量的关系

弹簧秤（悬挂式、台式两种）、铁块及外表相近的铝块（均用相同颜色油漆涂饰外表）、钩码（50g 10）。

2．演示重心

（1）重心板（直角尺状、三角板——有悬线）；

（2）起重机重心变化的cai课件；

（3）“欹器”——录像片；

（4）“双锥体”及配套支架；

（5）“铁锹”模型——纸管一端缠有金属丝，剪刀、天平。

四、主要教学过程

（一）引入新课

这里有两个物体，请同学来描述一下它们有什么不一样，最显著的不同是什么？

用手掂一掂，或弹簧秤称量一下，发现它们不一样重。这里的“重”是我们的感受，或是测量的结果，这说明这两个物体受到的重力不同。

现在我们来学习第二节：重力

（二）教学过程设计

1．重力是怎样产生的

地球上的一切物体都受到地球的吸引，（水会自动从高处流向低处，抛出的物体会落回地面）重力是由于地球对物体的吸引而产生的力。

明确：地球上物体受到重力，施力者是地球。物体都有质量，只要在地球的引力范围之内，物体就会受到重力作用。

2．重力的方向和大小

（1）请同学回答：根据什么说“重力的方向是竖直向下的”？

观察：由静止释放的物体（粉笔头）沿竖直方向下落；悬挂在细绳下的物体静止时，绳沿竖直方向——由二力平衡和重力沿竖直方向向下。

如果有同学问“纸片飘飘落到地上，并不是竖直下落的，怎样解释？”答：飘忽不定是因为空气阻力的作用，如果没有空气阻力，纸片也是竖直落下的。以后我们还会做这个实验的。

指出几点：

①竖直方向也叫重锤线方向，也就是与水平面相垂直的方向，因此，不宜把竖直方向说成“垂直”方向；

②“向下”是相对于地面上的观察者来说的，对于地球另一端的观察者，其“上”、“下”指向刚好与我们相反。

（2）重力的大小跟物体的质量成正比。

①重力的大小可以用弹簧秤来测量（原理：二力平衡）；

②实验：重力的大小跟物体的质量成正比

g mg

指导阅读教材第11页第1段：“在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力也等于物体受到的重力。”找出关键词并加以理解。

“静止”：演示细线悬挂重物加速上升时线被拉断——重物对悬线的拉力大于重力；台秤加速下降时，示数小于物重——被称物体对支持面的压力小于重力。

“竖直”悬绳（或“水平”支持物）：

“等于”：只是数值上相等。重力施力物是地球，对绳的拉力（或对支持物的压力）施力者是该物体，以后还会学到其它区别。因此将“等于”二字换成“就是”二字是不妥的。

3．重心

物体的每一部分都受到重力作用，为了研究问题方便，从效果上看，我们可以认为物体受到的重力集中作用在一点，这一点叫物体的重心。

“认为”：重心的概念是人为引入的。

“从效果上看”：等效代换的思想，即在处理某些问题时，如果想象把构成物体的全部物质压缩成一个点集中在重心处，将不影响研究的结果。

（1）质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。

演示：均匀直棒的重心在中点；均匀三角板的重心在三条中线的交点。

均匀球的重心在球心，均匀圆环重心在圆心。

回顾：初中学过，可以用悬挂法找物体的重心。演示：重心板实验。

物体的重心不一定是物体上的一个点（如圆环、直角尺等）。

（2）质量分布不均匀的物体，重心的位置还跟质量的分布情况有关。如：一把铁锹的重心在靠近锹头的一侧。演示“模拟铁锹”的重心。问：如果从重心处切开，哪头重？同学回答并用杠杆平衡解释支点在重心处时“铁锹”的平衡。最后用剪刀剪开“铁锹”，两段各放在天平两盘中，验证一下。

演示：起重机的重心，随着提升重物的质量和高度而变化——cai课件。

重心随重物质量增大而前移，随提升高度增大而上移，重心快超出支面时发出报警声。

放录像：欹器。

静止时向右倾斜，倒入一半水时处于正位，继续倒水，重心向左上方移动，倒满水则倾覆。——“满则覆，中则正，虚则欹”。

（3）重心的实用意义

重心的高低和支面的大小决定物体的稳定程度。（可阅读《读本》第一册第六章第六节）

计算势能，用到重心的概念。

4．万有引力

（1）地球对它周围的物体有吸引作用。

牛顿从苹果落地联想到地球与月球之间、行星与太阳之间、任何两个物体之间都有相互吸引的力，这种力叫万有引力。

（2）万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。

（3）物体的质量越大，万有引力就越大；物体间距离越大，万有引力就越小。（定量关系将在以后学习）

由于一般物体的质量不大，它们之间的万有引力极其微小。例如两个直径1m的铁球（质量约4 100kg）靠在一起时，它们间的万有引力约为1.1 10-3n。

天体的质量很大，因此天体间的万有引力十分巨大。例如地球和太阳之间的万有引力大约是3.6 1022n，它足以拉断直径9 103km的钢柱。

（三）课堂小结

1．重力是地球对物体的引力所产生的。从本质上讲，重力属于万有引力，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。一般来说它们的大小和方向都有差别，但差别甚小。

2．物体在其它星球上受到星球的吸引也产生相应的重力。通常不加说明时，“重力”是指物体在地球上受到的重力。

3．重力的方向是竖直向下的；重力的大小与物体的质量和所在位置有关：g=mg。在地面附近不太大的范围内，可认为物质（质量一定）受到的重力是恒力。（计算表明：沿地表相距1800m的两点，重力的方向相差不到1′。）

4．重心是重力的作用点，重心不一定在物体上。重心位置与物体的质量分布和形状有关。

（四）作业与思考

1．课本p．13练习二。说明：第（1）题第③项中“运动”指沿地面不太大的范围内的运动。

2．演示：双锥体“往上爬”。请大家仔细观察并揭秘。

轨道低端窄，双锥体的重心高；轨道高端宽，双锥体的重心低。表面看来双锥体由a端释放，会自动地向较高的b端“爬升”。实际上仍是从重心高处向重心低处滚下来。

3．用一个手指支持铅笔的一端使铅笔直立而不倒不易做到，而把铅笔换成一根教鞭，小头立在手指上，就比较容易做到使其不倒，你知道其中的道理吗？去查一查有关资料。

五、说明

1．重力及其三要素在初中已经学过，从知识上讲，本节内容很容易掌握，属于复习性质的课，也可以安排学生自学。

2．重心概念的建立，渗透了“等效代换”的物理方法，对于以后学习“力的合成、分解”等有着十分重要的意义。

3．注意指导学习阅读教材。请学生自己找出课文中的关键词，并加以讨论，加深理解。使学生从一开始就注意到如何阅读教材，逐渐养成认真读书的好习惯。

4．介绍“欹器”，增加“双锥体”和“模拟铁锹”的演示，目的是引起学生的兴趣，激发他们去查找资料，培养自学能力，学习更多的知识，从而体会到，解决一个实际问题，需要多方面的知识和能力。