《重力 基本相互作用》教学设计

一、教学设计思想：本节课属于物理概念课，除四种基本相互作用外，其余知识初中基本已经学过。但本节课不是初中的一个简单的复习，而是高中和初中力学的重要衔接，起承上启下的作用。本节课首先从生活实际出发，通过分析物体运动状态的改变及形变的原因，说明力是物体间的相互作用的一种表现，并且复习力的图示。通过此段的教学，可以激活学生初中力学基本知识。重力是一种普遍存在的力，对于它的学习和描述，一方面能训练学生从常见的、普遍的物理现象中进行归纳总结，找出共同特性，另一方面可以为以后学习弹力、摩擦力、万有引力等力提供认知的模板，即从大小、方向、作用点、作用效果、产生原因等方面认识力。在物体重心的确定上，设计让学生进行探究性活动，确定不同形状的物体的重心位置，并且和数学上的重心作比较，深入理解重心的含义。四种基本相互作用的介绍，可以拓展学生的思维空间，开阔学生的视野，教学中可以对学生进行指导性阅读，并且布置探究性作业，课下收集有关四种基本相互作用的知识。二、教学目标1.知识与技能：（1）了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或物体运动状态发生改变。能分析施力物体和受力物体。（2）知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。（3）知道重力产生的原因及其定义，理解重力的大小以及测量和方向，知道重心的概念。（4）初步了解四种基本相互作用的特点和作用范围。2.过程与方法：通过观察和亲身感受，概括出重力的产生、方向、大小的特点，培养学生归纳总结知识的能力。3.情感、态度与价值观：（1）通过“重心”概念的引入渗透“等效代替”的思想。（2）通过对四种基本相互作用的介绍，激发学生努力学习，以后投身到新领域的探索中去。三、教学重点和难点重点：1.力的概念的建立过程，学生对于力的概念存在一些模糊的概念，为了让学生对力有更清晰的认识，因此教学中应重点讲解力的概念的建立过程。2.重力的三要素的分析过程。因为重力三要素的分析研究方法能为其他学习作铺垫，所以应是本节的另外一个核心内容。难点：不规则物体的重心的确定，对于不规则物体的重心的确定学生不容易接受，而且也不容易想到，所以在教学中用实际操作突破难点。四、教学资源：教材、多媒体课件、尺子、橡皮筋、弹簧测力计、不规则薄板五、课时安排1课时六、教学过程1、新课引入观察足球场上运动员们踢球、传球以及守门员接球的动作。教师：同学们说说运动员的这几个动作中，足球的运动状态都发生了怎样的变化？生1答：踢球是足球由静止状态到运动状态。生2答：守门员接球是足球由运动状态到静止状态。生3答：传球是足球运动方向的改变。教师：之前我们学习过，物体的运动状态是用哪个物理量来表示的？生答：速度。教师：所以当物体的速度发生变化是，我们就说物体的运动状态发生了变化。我们再看看之前运动员踢球的几个动作，也可以看到，运动状态的变化有三种：速度的大小发生变化；生答：速度的方向发生变化；速度的大小、方向均发生变化。教师：那么，这种运动状态的改变，我们就归因为‘力’的作用。下面我们再看到一张图片，是冬天的大雪将松树枝都全部压弯了，这是物体发生了什么样的变化？还是运动状态的改变吗？生答：是物体发生了形变。教师：那物体发生了形变的原因是什么？生答：雪压弯的。教师：就是说，雪对松树枝产生了一个‘力’的作用。而这种‘力’的作用可以使物体发生形变，就像我们使力可以将尺子弯折，以及我们平时玩的橡皮筋等等，这些都是形变。2、新课教学所以，从我们对足球的运动状态以及松枝的弯曲我们就可以得到力的定义了。有没有哪个同学可以来总结一下力的定义？生答：力就是物体与物体之间的相互作用。教师：力的单位是牛顿，简称牛，用字母N表示。语文有一种学习态度叫做咬文嚼字，那么我们也来对力的概念进行一次咬文嚼字！首先我们看到‘物体与物体之间’，同学们说说，你们对这个短语是如何理解的？生答：力是存在于物体之间的。教师：对，力不能离开物体而单独存在，有力就一定至少有两个物体的存在，而这两个物体，讲有一个是施力物体、一个是受力物体。所以，这里我们就得到了力的第一个性质——物质性。然后我们再看到定义的‘相互’两个字，这个词同学们又如何理解呢？生答：A对B施加一个力的时候B也对A有一个力。教师：没错，一个物体是施力物体的同时也是受力物体，这就是力的第二个性质——相互性。同时力的最后一个性质就是矢量性，力是一个矢量，所以力？生答：既有大小，又有方向。教师：再了解了力的三个性质之后，同学们来回答一下，力可以离开物体而单独存在吗？生答：不能。教师：那么，两个物体一定要相互接触才能产生力吗？生答：不一定说完了力的三个性质之后，我们再回过头来看看力的定义，我们还有哪一个词语没有研究？生答：作用。教师：没错，既然有力的存在，那么力就一定会对物体产生一个力的作用效果，那么根据前面我们引入的生活中的一种运动一种自然现象，同学们说说，力的作用效果有哪两个？生答：运动状态的改变和物体的形变。教师：很好，当力改变物体的运动状态就可以使力产生一个加速度，而力是物体发生的形变，有些形变我们肉眼就可以辨认，有些微小形变我们肉眼无法看出来却需要精密的仪器来检测了。但是力的作用效果，无外乎就是这两种了，当然也可以一个力的施加，两种作用效果都产生也是可以的。那么，影响力的作用的因素又是什么呢？生答：力的大小、方向、作用点。教师：也就是力的三要素。说道力的大小，同学们说说，力的大小我们是用什么仪器来测量的？生答：弹簧测力计。教师：力的测量需要用到测力计，而我们平时用得最多的就是弹簧测力计，这里老师也还有展示一下其他不同型号的测力计。可是我们这节课说了这么久的力，都是口头上说的，所以我们要如何将力这种看不见又摸不着的东西表示到纸上来呢？于是，这里我们就进入到力的图示学习。力的图示就是用一根带有箭头的线段来表示力的三要素。线段的长度表示？生答：力的大小。教师：线段的箭头表示？生答：力的方向。教师：线段的起点表示？生答：力的作用点。教师：如果我要表示一个大小为15N、方向为水平向右的力推木箱的情况，力的图示如下：作力的图示的步骤是：①选取合适的标度；②从作用点开始沿力的方向画一条有向线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上还要标出刻度，同时一定要注意必须是整数倍，不可以出现分数；③在弦断的末端加上箭头表示力的方向；④最后标上力的大小和名称。在作力的图示的时候，还有一点需要注意的是，我们在画同一物体受到多个力的作用时，作力的图示选取能画一个力就选一个标度吗？生答：不能。教师：是的，这里的表示各个力的标度毕竟要统一。而在了解了力的图示之后，我们在这里还要区分一下另一个概念，就是力的示意图：只需要画出力的作用点和方向，以表示物体在这个方向上受到了力。3、练习巩固下面我们来做一个例题，来熟悉下力的图示要如何来画，它的步骤是怎么样的，又有哪些注意事项。例：物体A对B的压力是20N，如图所示,试画出这个力的图示。练习1：关于力的下述说法中正确的是(A)A．力是物体对物体的作用B．只有直接接触的物体之间才有力的作用C．力可以离开物体而独立存在D．力的大小可以用天平测量练习2：下列说法正确的是：(D)A、子弹从枪口射出，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用。B、甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用，乙对甲没有力的作用C、只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力不会施力。D、任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体。教师：在学习了力之后，我们就来对力进行一个分类。首先从力的性质上，我们可以把力分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等；而从效果上来分，则可以分为拉力、压力、支持力、动力、阻力等等，那么这一章呢，我们主要是对重力、弹力以及摩擦力的学习。首先，我们先看到重力。4、重力在上一章的自由落体运动中我们已经知道，冬天飘落的雪花、夏天的雨水、秋天的落叶，这些物体的下落都是因为它们受到了什么力的作用？生答：重力。教师：没错，在地球附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力，我们就叫做重力。那么同学们思考一下，力都伴随着施力物体与受力物体，同学们说说重力的施力物体是谁？生答：地球。教师：受力物体呢？生答：地球附近的物体。教师：那同学们再想想，物体受到重力的作用，需要与地球相接触吗？生答：不需要。教师：所以，重力就是非接触力。还有，物体受到重力的作用，与物体的运动状态有没有关系？生答：没关系。教师：同学们都回答对了，但是如果老师把重力的定义反过来说，重力就是地球对物体的吸引力，这句话对吗？生答：……教师：这里要注意将定义反过来说是不对的。重力只是地球吸引力的一部分，还有一部分是我们以后会学习到的向心力。那么，在知道了重力的来源之后，我们接下来看看力的三要素。首先是重力的大小。在初中我们就已经学习过了重力的计算公式是？生答：G=mg。教师：g的取值是？生答：9.8N/kg。教师：那么，根据我们在自由落体运动的学习中，大家再一起来回忆下，重力加速度的大小随着纬度有一个怎样的变化？生答：随纬度的增大而增大。教师：那么，同一个物体，它在赤道所受到的重力和两极所受的重力大小是怎么样？生答：赤道最小，两极最大。教师：那么既然知道了这个变化之后，我们来讨论一下，一团棉花，在上海称是100N，到了迟到去称还是100N，试问棉花是受潮了还是变干了？生答：受潮了。教师：为什么是受潮了？生答：因为赤道比上海的重力加速度要小，称的重量也应该要变小才对，但是现在它的重量却是一样的，所以只能是受潮了。教师：很好。现在我们再来说说重力的方向是？生答：竖直向下。教师：没错，因为重力的方向总是与水平面是垂直的，所以我们在生活中的应用就是重锤线。建筑工人建楼的时候，他们要如何判断楼是笔直笔直的呢？如何避免建成和比萨斜塔一样呢？这就是重锤线能起到的效果了。5、重心那么，我们再说了重力的大小、方向之后，还有一个什么要素没有提到？生答：作用点。教师：重力的作用点在哪里呢？首先我们看到一根长杆，长杆的每一个小段是不是都会受到重力的作用？！可是无数的小段就有无数的重力，我们一个个研究太麻烦啊，所以这个时候我们就会将每一段的重力等效到一个点，这个点所受到的重力的效果就可以代表整个长杆的受重力的效果。同理上面的那一串葡萄的没一个重力，我们也是一样等效到一个点上，代表整个整串葡萄的重力。所以我们就把这个点叫做重心。那同学们在想想，重心的位置我们要如何去确定呢？它跟什么因素有关？生答：……教师：我们首先看几个简单的物体，圆球、长杆、以及圆柱体的重心在哪？生答：在它们的几何中心上。教师：没错，所以质量分布均匀、形状规则的物体重心位置在它的几何中心上。但是我们再看看一辆货车拉一个油桶的重心，与同一辆货车拉三个油桶的重心一样吗？它的重心会如何移动？生答：会往后移。教师：没错，所以物体的重心除了跟物体形状有关之外，还跟物体内的质量分布有关系。可是，物体的重心，一定会在物体上吗？可不可以在物体外？有没有哪个同学可以举出一个反例？生答：圆环等……教师：而那些质量分布不均匀或者形状不规则的物体，我们又要如何去确定它们的重心呢？这里，老师给大家介绍一种方法——悬挂法。同学们能想到悬挂法的原理吗？生答：……教师：这是由于二力平衡的原理。但是，悬挂法对于一切物体都可以测出重心吗？它有什么局限性吗？难道老师还可以用悬挂法测出讲桌的重心吗？生答：只适用于与薄板状的物体。教师：没错，这就是它的局限性。在全部学习完了重力的知识之后，本节还有对四种基本相互作用的介绍，这个内容就给大家5分钟自己看书了解。6、重力习题巩固1、关于物体所受的重力，以下说法中正确的是（D）A、物体只有在地面静止时才受到重力作用B、物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时所受到的重力C、物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力D、同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大2、关于物体的重心，以下说法中正确的是（ABC）A．物体的重心不一定在物体上B．用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心C．一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内