《重力-基本相互作用》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、一、教學(xué)設(shè)計(jì)思想：本節(jié)課屬于物理概念課，除四種基本相互作用外，其余知識初中基本已經(jīng)學(xué)過。但本節(jié)課不是初中的一個簡單的復(fù)習(xí)，而是高中和初中力學(xué)的重要銜接，起承上啟下的作用。本節(jié)課首先從生活實(shí)際出發(fā)，通過分析物體運(yùn)動狀態(tài)的改變及形變的原因，說明力是物體間的相互作用的一種表現(xiàn)，并且復(fù)習(xí)力的圖示。通過此段的教學(xué)，可以激活學(xué)生初中力學(xué)基本知識。重力是一種普遍存在的力，對于它的學(xué)習(xí)和描述，一方面能訓(xùn)練學(xué)生從常見的、普遍的物理現(xiàn)象中進(jìn)行歸納總結(jié)，找出共同特性，另一方面可以為以后學(xué)習(xí)彈力、摩擦力、萬有引力等力提供認(rèn)知的模板，即從大小、方向、作用點(diǎn)、作用效果、產(chǎn)生原因等方面認(rèn)識力。在物體重心的確定上，設(shè)計(jì)讓學(xué)生

2、進(jìn)行探究性活動，確定不同形狀的物體的重心位置，并且和數(shù)學(xué)上的重心作比較，深入理解重心的含義。四種基本相互作用的介紹，可以拓展學(xué)生的思維空間，開闊學(xué)生的視野，教學(xué)中可以對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)性閱讀，并且布置探究性作業(yè)，課下收集有關(guān)四種基本相互作用的知識。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能：（1）了解力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，認(rèn)識力能使物體發(fā)生形變或物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。能分析施力物體和受力物體。（2）知道力的三要素，會畫力的圖示和力的示意圖。（3）知道重力產(chǎn)生的原因及其定義，理解重力的大小以及測量和方向，知道重心的概念。（4）初步了解四種基本相互作用的特點(diǎn)和作用范圍。2.過程與方法：通過觀察和親身

3、感受，概括出重力的產(chǎn)生、方向、大小的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)知識的能力。3.情感、態(tài)度與價值觀：（1）通過“重心”概念的引入滲透“等效代替”的思想。（2）通過對四種基本相互作用的介紹，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，以后投身到新領(lǐng)域的探索中去。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：1.力的概念的建立過程，學(xué)生對于力的概念存在一些模糊的概念，為了讓學(xué)生對力有更清晰的認(rèn)識，因此教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)講解力的概念的建立過程。2.重力的三要素的分析過程。因?yàn)橹亓θ氐姆治鲅芯糠椒転槠渌麑W(xué)習(xí)作鋪墊，所以應(yīng)是本節(jié)的另外一個核心內(nèi)容。難點(diǎn)：不規(guī)則物體的重心的確定，對于不規(guī)則物體的重心的確定學(xué)生不容易接受，而且也不容易想到，所以在教學(xué)中用實(shí)際操

4、作突破難點(diǎn)。四、教學(xué)資源：教材、多媒體課件、尺子、橡皮筋、彈簧測力計(jì)、不規(guī)則薄板五、課時安排1課時六、教學(xué)過程1、新課引入觀察足球場上運(yùn)動員們踢球、傳球以及守門員接球的動作。教師：同學(xué)們說說運(yùn)動員的這幾個動作中，足球的運(yùn)動狀態(tài)都發(fā)生了怎樣的變化？生1答：踢球是足球由靜止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)動狀態(tài)。生2答：守門員接球是足球由運(yùn)動狀態(tài)到靜止?fàn)顟B(tài)。生3答：傳球是足球運(yùn)動方向的改變。教師：之前我們學(xué)習(xí)過，物體的運(yùn)動狀態(tài)是用哪個物理量來表示的？生答：速度。教師：所以當(dāng)物體的速度發(fā)生變化是，我們就說物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化。我們再看看之前運(yùn)動員踢球的幾個動作，也可以看到，運(yùn)動狀態(tài)的變化有三種：速度的大小發(fā)生變化；生答

5、：速度的方向發(fā)生變化；速度的大小、方向均發(fā)生變化。教師：那么，這種運(yùn)動狀態(tài)的改變，我們就歸因?yàn)榱Φ淖饔?。下面我們再看到一張圖片，是冬天的大雪將松樹枝都全部壓彎了，這是物體發(fā)生了什么樣的變化？還是運(yùn)動狀態(tài)的改變嗎？生答：是物體發(fā)生了形變。教師：那物體發(fā)生了形變的原因是什么？生答：雪壓彎的。教師：就是說，雪對松樹枝產(chǎn)生了一個力的作用。而這種力的作用可以使物體發(fā)生形變，就像我們使力可以將尺子彎折，以及我們平時玩的橡皮筋等等，這些都是形變。2、新課教學(xué)所以，從我們對足球的運(yùn)動狀態(tài)以及松枝的彎曲我們就可以得到力的定義了。有沒有哪個同學(xué)可以來總結(jié)一下力的定義？生答：力就是物體與物體之間的相互作用。教師：力

6、的單位是牛頓，簡稱牛，用字母N表示。語文有一種學(xué)習(xí)態(tài)度叫做咬文嚼字，那么我們也來對力的概念進(jìn)行一次咬文嚼字！首先我們看到物體與物體之間，同學(xué)們說說，你們對這個短語是如何理解的？生答：力是存在于物體之間的。教師：對，力不能離開物體而單獨(dú)存在，有力就一定至少有兩個物體的存在，而這兩個物體，講有一個是施力物體、一個是受力物體。所以，這里我們就得到了力的第一個性質(zhì)物質(zhì)性。然后我們再看到定義的相互兩個字，這個詞同學(xué)們又如何理解呢？生答：A對B施加一個力的時候B也對A有一個力。教師：沒錯，一個物體是施力物體的同時也是受力物體，這就是力的第二個性質(zhì)相互性。同時力的最后一個性質(zhì)就是矢量性，力是一個矢量，所以力

7、？生答：既有大小，又有方向。教師：再了解了力的三個性質(zhì)之后，同學(xué)們來回答一下，力可以離開物體而單獨(dú)存在嗎？生答：不能。教師：那么，兩個物體一定要相互接觸才能產(chǎn)生力嗎？生答：不一定說完了力的三個性質(zhì)之后，我們再回過頭來看看力的定義，我們還有哪一個詞語沒有研究？生答：作用。教師：沒錯，既然有力的存在，那么力就一定會對物體產(chǎn)生一個力的作用效果，那么根據(jù)前面我們引入的生活中的一種運(yùn)動一種自然現(xiàn)象，同學(xué)們說說，力的作用效果有哪兩個？生答：運(yùn)動狀態(tài)的改變和物體的形變。教師：很好，當(dāng)力改變物體的運(yùn)動狀態(tài)就可以使力產(chǎn)生一個加速度，而力是物體發(fā)生的形變，有些形變我們?nèi)庋劬涂梢员嬲J(rèn)，有些微小形變我們?nèi)庋蹮o法看出來

8、卻需要精密的儀器來檢測了。但是力的作用效果，無外乎就是這兩種了，當(dāng)然也可以一個力的施加，兩種作用效果都產(chǎn)生也是可以的。那么，影響力的作用的因素又是什么呢？生答：力的大小、方向、作用點(diǎn)。教師：也就是力的三要素。說道力的大小，同學(xué)們說說，力的大小我們是用什么儀器來測量的？生答：彈簧測力計(jì)。教師：力的測量需要用到測力計(jì)，而我們平時用得最多的就是彈簧測力計(jì)，這里老師也還有展示一下其他不同型號的測力計(jì)?？墒俏覀冞@節(jié)課說了這么久的力，都是口頭上說的，所以我們要如何將力這種看不見又摸不著的東西表示到紙上來呢？于是，這里我們就進(jìn)入到力的圖示學(xué)習(xí)。力的圖示就是用一根帶有箭頭的線段來表示力的三要素。線段的長度表示

9、？生答：力的大小。教師：線段的箭頭表示？生答：力的方向。教師：線段的起點(diǎn)表示？生答：力的作用點(diǎn)。教師：如果我要表示一個大小為15N、方向?yàn)樗较蛴业牧ν颇鞠涞那闆r，力的圖示如下： 作力的圖示的步驟是：選取合適的標(biāo)度；從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一條有向線段，線段的長短按選定的標(biāo)度和力的大小畫出，線段上還要標(biāo)出刻度，同時一定要注意必須是整數(shù)倍，不可以出現(xiàn)分?jǐn)?shù)；在弦斷的末端加上箭頭表示力的方向；最后標(biāo)上力的大小和名稱。在作力的圖示的時候，還有一點(diǎn)需要注意的是，我們在畫同一物體受到多個力的作用時，作力的圖示選取能畫一個力就選一個標(biāo)度嗎？生答：不能。教師：是的，這里的表示各個力的標(biāo)度畢竟要統(tǒng)一。而在了解了

10、力的圖示之后，我們在這里還要區(qū)分一下另一個概念，就是力的示意圖：只需要畫出力的作用點(diǎn)和方向，以表示物體在這個方向上受到了力。3、練習(xí)鞏固下面我們來做一個例題，來熟悉下力的圖示要如何來畫，它的步驟是怎么樣的，又有哪些注意事項(xiàng)。例：物體A對B的壓力是20N，如圖所示,試畫出這個力的圖示。 練習(xí)1：關(guān)于力的下述說法中正確的是( A ) A力是物體對物體的作用B只有直接接觸的物體之間才有力的作用C力可以離開物體而獨(dú)立存在D力的大小可以用天平測量練習(xí)2：下列說法正確的是：( D )A、子彈從槍口射出，能打到很遠(yuǎn)的距離，是因?yàn)樽訌楇x開槍口后受到一個推力的作用。B、甲用力把乙推倒，說明只是甲對乙有作用，乙對

11、甲沒有力的作用C、只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受力不會施力。D、任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體。教師：在學(xué)習(xí)了力之后，我們就來對力進(jìn)行一個分類。首先從力的性質(zhì)上，我們可以把力分為重力、彈力、摩擦力、分子力、電場力、磁場力、核力等等；而從效果上來分，則可以分為拉力、壓力、支持力、動力、阻力等等，那么這一章呢，我們主要是對重力、彈力以及摩擦力的學(xué)習(xí)。首先，我們先看到重力。4、重力在上一章的自由落體運(yùn)動中我們已經(jīng)知道，冬天飄落的雪花、夏天的雨水、秋天的落葉，這些物體的下落都是因?yàn)樗鼈兪艿搅耸裁戳Φ淖饔茫可穑褐亓?。教師：沒錯，在地球附近的物體，由于地球的吸

12、引而使物體受到的力，我們就叫做重力。那么同學(xué)們思考一下，力都伴隨著施力物體與受力物體，同學(xué)們說說重力的施力物體是誰？生答：地球。教師：受力物體呢？生答：地球附近的物體。教師：那同學(xué)們再想想，物體受到重力的作用，需要與地球相接觸嗎？生答：不需要。教師：所以，重力就是非接觸力。還有，物體受到重力的作用，與物體的運(yùn)動狀態(tài)有沒有關(guān)系？生答：沒關(guān)系。教師：同學(xué)們都回答對了，但是如果老師把重力的定義反過來說，重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，這句話對嗎？生答：教師：這里要注意將定義反過來說是不對的。重力只是地球吸引力的一部分，還有一部分是我們以后會學(xué)習(xí)到的向心力。那么，在知道了重力的來源之后，我們接下來看看力的

13、三要素。首先是重力的大小。在初中我們就已經(jīng)學(xué)習(xí)過了重力的計(jì)算公式是？生答：G=mg。教師：g的取值是？生答：9.8N/kg。教師：那么，根據(jù)我們在自由落體運(yùn)動的學(xué)習(xí)中，大家再一起來回憶下，重力加速度的大小隨著緯度有一個怎樣的變化？生答：隨緯度的增大而增大。教師：那么，同一個物體，它在赤道所受到的重力和兩極所受的重力大小是怎么樣？生答：赤道最小，兩極最大。教師：那么既然知道了這個變化之后，我們來討論一下，一團(tuán)棉花，在上海稱是100N，到了遲到去稱還是100N，試問棉花是受潮了還是變干了？生答：受潮了。教師：為什么是受潮了？生答：因?yàn)槌嗟辣壬虾５闹亓铀俣纫。Q的重量也應(yīng)該要變小才對，但是現(xiàn)在它

14、的重量卻是一樣的，所以只能是受潮了。教師：很好?，F(xiàn)在我們再來說說重力的方向是？生答：豎直向下。教師：沒錯，因?yàn)橹亓Φ姆较蚩偸桥c水平面是垂直的，所以我們在生活中的應(yīng)用就是重錘線。建筑工人建樓的時候，他們要如何判斷樓是筆直筆直的呢？如何避免建成和比薩斜塔一樣呢？這就是重錘線能起到的效果了。5、重心那么，我們再說了重力的大小、方向之后，還有一個什么要素沒有提到？生答：作用點(diǎn)。教師：重力的作用點(diǎn)在哪里呢？首先我們看到一根長桿，長桿的每一個小段是不是都會受到重力的作用？！可是無數(shù)的小段就有無數(shù)的重力，我們一個個研究太麻煩啊，所以這個時候我們就會將每一段的重力等效到一個點(diǎn)，這個點(diǎn)所受到的重力的效果就可以代

15、表整個長桿的受重力的效果。同理上面的那一串葡萄的沒一個重力，我們也是一樣等效到一個點(diǎn)上，代表整個整串葡萄的重力。所以我們就把這個點(diǎn)叫做重心。那同學(xué)們在想想，重心的位置我們要如何去確定呢？它跟什么因素有關(guān)？生答：教師：我們首先看幾個簡單的物體，圓球、長桿、以及圓柱體的重心在哪？生答：在它們的幾何中心上。教師：沒錯，所以質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體重心位置在它的幾何中心上。但是我們再看看一輛貨車?yán)粋€油桶的重心，與同一輛貨車?yán)齻€油桶的重心一樣嗎？它的重心會如何移動？生答：會往后移。教師：沒錯，所以物體的重心除了跟物體形狀有關(guān)之外，還跟物體內(nèi)的質(zhì)量分布有關(guān)系?？墒?，物體的重心，一定會在物體上嗎？可

16、不可以在物體外？有沒有哪個同學(xué)可以舉出一個反例？生答：圓環(huán)等教師：而那些質(zhì)量分布不均勻或者形狀不規(guī)則的物體，我們又要如何去確定它們的重心呢？這里，老師給大家介紹一種方法懸掛法。同學(xué)們能想到懸掛法的原理嗎？生答：教師：這是由于二力平衡的原理。但是，懸掛法對于一切物體都可以測出重心嗎？它有什么局限性嗎？難道老師還可以用懸掛法測出講桌的重心嗎？生答：只適用于與薄板狀的物體。教師：沒錯，這就是它的局限性。在全部學(xué)習(xí)完了重力的知識之后，本節(jié)還有對四種基本相互作用的介紹，這個內(nèi)容就給大家5分鐘自己看書了解。6、重力習(xí)題鞏固1、關(guān)于物體所受的重力，以下說法中正確的是（ D ）A、物體只有在地面靜止時才受到重力作用B、物體在自由下落時所受的重力小于物體在靜止時所受到的重力C、物體在向上拋出時受到的重力大于物體在靜止時所受到的重力D、同一物體在同一地點(diǎn)，不論其運(yùn)動狀態(tài)如何，它所受到的重力都是一樣大2、關(guān)于物體的重心，以下說法中正確的是（ ABC ）A物體的重心不一定在物體上 B用線懸掛的物體靜止時，細(xì)線方向一定通過重心 C一塊磚平放、側(cè)放或立放時，其重心在磚內(nèi)的位置不變 D舞蹈演員在做各種優(yōu)美動作時，其重心的位置不變 3、一杯子裝滿水，杯的底部有一個小孔，在水從小孔不斷流出的過程中，杯連同杯中水的共同重心將（D） A、一直下降B、一直上升C、先升后降D、先降后升7、課后思考孤