重力与重心-教学设计

重力与重心

【教材分析】

本节内容选自鲁科版必修一第三章第一节，是在初中学习了力学初步的基础上对力的概念和表述进一步深化，为后面学习弹力、摩擦力和力的合成与分解打下基础。重力是一种基础力，了解重力的大小测量方法和方向，掌握重心位置与稳定性的关系，可以进一步体会重力和重心在日常生活中的原理和应用。

【教学目标与核心素养】

【物理观念】了解重力的内涵，能用重力的概念和规律说明生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题。

【科学思维】能对物体的重力进行分析，知道质疑和创新的重要性。

【科学探究】能通过做图表示力的大小和方向，通过观察演示实验讨论交流得出结论。

【科学态度与责任】有学习物理的兴趣，知道实事求是和他人合作的重要性，知道物理学渗透在日常生活的方方面面。

【教学重难点】

教学重点：重力的大小和方向；重心的概念；重心位置的判断。

教学难点：力的图示；“重心”的理解；如何寻找重心位置。

【教学过程】

【导入新课】

思考：为什么水往低处流？为什么“飞”的再高的物体最终都会落回地面？为什么玩具会变形？

引出“力”的概念。

教师过渡：无论是被风卷起的沙尘、飞舞的落叶，还是被踢起的足球，最终都会落下来。通过初中物理的学习，我们知道这是重力产生的效果。本节我们将进一步学习重力及其相关内容。

【新课讲授】

一、力的描述

1．定义：力是物体和物体之间的相互作用，能使物体的形状、运动状态发生改变。

2．单位：牛顿，简称牛，用符号N表示。

球与球拍之间有力的作用。通过分析该力引出力的性质。

3．力的性质

物质性：不能离开物体独立存在。

相互性：施力物体也是受力物体。

矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。

通过这三幅图引出“力是物体发生形变的原因”

二、重力及其测量

思考：为什么苹果会落在地面上？引出重力概念。

1．定义：因地球的吸引而使物体受到的力称为重力，物体所受重力的大小常简称为物重，用符号G表示。

产生原因：地球吸引

施力物体：地球

受力物体：地面上和地面附近的一切物体

2．重力的大小

（1）用工具测量弹簧测力计、台秤等

（2）用公式计算

g值随地球纬度的增加而增加，减小而减小；

g值随海拔高度的增加而减小，减小而增加

3．重力的方向：具有特殊性，总是垂直于水平面竖直向下

思考：上述几个图中，重垂线是利用了什么原理？

思考：重力的大小和方向都了解了，那么重力的作用点呢？

三、物体的重心

1．重心的理解

G＝mg ，式中的比例系数g=9.8N/kg

（2）如果要用一根手指把一只盘子顶稳（图3-6），手指应该顶在盘底的什么位置？

质量分布均匀，形状规则的物体，其重心在几何中心处。

思考：重心一定在物体上么？

结论：重心可以在物体上，也可以不在物体上。

思考：质量不均匀的物体重心位置如何寻找？

悬挂法

思考：一根粗细均匀的铁丝伸直时，其重心在什么位置？

思考：将这一根铁丝弯曲成一个圆环时，其重心在什么位置？

结论：重心的位置是可以改变的

3．重心与稳度

圆铅圆柱

圆环篮球圆筒

Ａ

Ｂ

A

B

O

D

E

木板上放有三个底面积相同，高度不同的长方体纸箱，质量分布均匀，那么他们的重心位置应该在什么位置？

缓慢抬高木板的一端，观察三个纸箱的稳定情况？

结论：重心越低越稳定。举出日常生活中用此原理的应用。

思考：一瓶饮料，正放和倒放，其重心位置是否在同一高度？

思考：哪种放置方式不容易倒？

引导学生得出“接触面积越大越稳定”。

明确：重心的高低会影响物体的稳定。例如，我国古代的汲水瓶（课本图3-8），当未装水时，它会倾倒；把它放到水里，水会自动流进去。当瓶中汲入适量的水时，瓶的重心降低，提绳时瓶就会被直立着提上来。当瓶中的水太满时，瓶的重心升高，瓶又会自动倾倒，将多余的水倒出。这种汲水瓶巧妙地利用重心变换，使得汲水方便、省力，又能控制汲水量，充分体现了我国古代劳动人民的智慧。

小结：观察我们的周围，你会发现不少巧妙利用重心的事例。例如，高大的建筑物通常是上小下大；装运货物时，总是把重的物品放在下面，轻的物品放在上面。这些都是为了降低重心，提高稳定程度。在走钢丝表演中，表演者充分考虑了重心的位置，能在钢丝上来去自如。

【课堂小结】

一、力的描述

1．定义：力是物体与物体之间的相互作用。

2．力的三要素：大小、方向、作用点

3．力的表示方法：力的图示、力的示意图

二、重力及其测量

1．定义：物体由于地球的吸引而受到的力。

2．大小：（1）公式G＝mg

（2）测量弹簧测力计等

3．方向：竖直向下

三、物体的重心

1．任何物体都有重心，而且只有一个重心。

2．重心的位置是可以变化的。

3．物体的稳度与重心的位置和接触面的面积有关。