（必修1）3.1重力和弹力(第1课时）（教案1）

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3.1重力与弹力（第1课时）
〖教材分析〗
重力的知识是后面学习力学和牛顿定律的基础。本节从高于初中物理的知识出发，介绍了重力的产生原因，大小方向等，又引入了重心和力的图示法的概念。介绍了许多生活的实例，不仅对学生积极参与教学起到了良好的促进作用，同时使学生感知到物理与生活息息相关，激发了学生学习物理的兴趣。学生在初中阶段已经学习过重力，可能会对这节课不够重视。本节的矢量性对学生来讲存在认识上的难度，区分力的示意图和力的图示也存在难度等。可以通过设计使学生个人感受实验，进而让学生对重力的认识更进一步。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念：知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。
科学思维：通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理方法。
科学探究：能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。
科学态度与责任：养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯，善于在学习的过程中提出问题。
〖教学重点与难点〗
重点：1、力的概念、图示以及力的作用效果。
2、重力的概念及重心的理解。
难点：1、力的概念。
2、重心的概念和位置。
〖教学方法〗
教师启发引导，小组合作，演示法、归纳法等多种教学方法相结合。
〖教学准备〗
刻度尺、铅笔、均匀球体及圆柱体、长直尺、三角板、多媒体课件。
〖教学过程〗
一、新课引入
你每天起床穿着别人做的衣服，吃着别人做的早餐，难道你还能说和别人一点关系都没有吗？所以说孤立的人是不存在的，总是和别人有着各种各样发的联系。
教学设计说明：从自身实际出发，懂得相互联系，延伸到物体上，创设问题情境，激发探究动机，引导学生发现问题。借机进行感恩教育。
自然界的物体不是孤立存在的，它们之间具有多种多样的相互作用。正是由于这些相互作用，物体在形状、运动状态等许多方面会发生变化如何来研究这些相互作用呢？
力的概念：物体间的相互作用。
在研究物体做机械运动时，最常见的力有重力、弹力和摩擦力，本章研究这几种常见力的特点和规律。
通过多媒体课件动图展示：人空中坠落的情景。
力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清以下几个问题：
1.谁受到的力，谁施加的力？
2.怎样量度它的大小？
3.它的方向如何？作用点在哪里？
分析空中人所受的重力。关于上述问题，你知道哪些？
二、新课教学
（一）重力
1、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球。在地球上不受重力的物体是不存在的。
2、大小：G=mg
其中g是自由落体加速度，g=9.8m/s2.并在确定的位置上保持不变，而物体的质量也不会改变。
所以物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关。不论、你吃饭睡觉打豆豆都受到重力作用，且不变；不论你是静止还是运动，不论你实在跑步还是坐电梯处于失重状态，都受到重力作用，且不变。
力的单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。同样的重力也是力的一种，单位也是N。
问题1：力的三要素是什么？
大小、方向和作用点。
我们已经学习了重力的大小，现在来学习它的方向。重力的方向会是怎么样的呢？

• 方向：竖直向下。
  

• 在水平地面和斜面上分别放置一个小球，地球在下面，由于地球的吸引产生的重力，所以重力的方向是两者的连线，如图所示。观察他们受到重力的方向。
  

水平面上的物体所受的重力与水平面垂直，在斜面上的物体所受的重力不与斜面垂直。所以重力的方向不一定与接触面垂直，而是竖直向下的。

通过多媒体课件动图展示：人在地球上的重力方向。
教学设计说明：通过对生活中常见现象的思考、讨论、交流，从而体验物理与生活的密切联系。
观察动图和两个球体可知道重力的方向都是竖直向下的，但是它的作用点在哪里了，从哪里开始画，是从球顶还是球底，或者中间呢？如图所示的生物细胞，每个细胞的重力都画出来就很难看，这样我们是不是可以把物体看成一个整体来画呢？
4、重心：等效看成受重力的作用点。
①定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心。
②重心的位置：A：形状规则,质量均匀分布的物体，它的重心在其几何中心处。 例如，均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱体的重心在轴线的中点。
B：质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。

载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化。通过多媒体课件动图展示：汽车货物不同，重心也不同的动图。
C：重心的位置是变化的。
E：悬挂法（二力平衡）确定薄板重心的位置。例如，要确定薄板的重心位置，可以先在A点把物体悬挂起来，通过A点画一条竖直线AB，由于A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡，薄板的重心必定在AB连线上；然后，再选另一处D点把物体悬挂起来，过D点画一条竖直线DE，薄板的重心必定在DE连线上。因此，AB和DE的交点C，就是薄板的重心。
通过多媒体课件动图展示：矩形框和圆环通过悬挂法找到重心的动图。





观察图可得D：重心不一定在物体上。
5、力可以用有向线段表示。
力的表示方法有两种，分别是力的图示和力的示意图。
①力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力。力的图示可以精确的描述力的大小、方向和作用点。如图所示，带箭头的线段，箭头表示力的方向，线段的长度和标度一起表示力的大小，线段的起点表示力的作用点。作图时注意分度的选取。
②力的示意图：只在图中画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力。在不需要准确标度力的大小时我们选用力的示意图，较为方便，所以平时我们用的绝大多数都是画力的示意图。
现在我们回过头来看看引入的问题，1.谁受到的力，谁施加的力？2.怎样量度它的大小？3.它的方向如何？作用点在哪里？
学完重力的内容后我们可以非常轻易的回答上述的问题，人受到的重力，施力物体是地球，本身重力就是由于地球的吸引引起的；我们通过G=mg来测量
计算它的大小；重力的方向是竖直向下的，作用点在人身上，重心的位置。
课堂练习：例1：如果地面上一切物体受到的重力都消失了，则不可能出现的现象是（   ）
A. 江河的水不会流动      B. 鸡毛和铁球都可以悬浮在空中
C. 天不会下雨            D. 一切物体的质量都为零
解析：重力消失以后物体就不在受到竖直向下的力，也就不会“向下”掉了，质量是物体所含的物质的多少，重力消失物质不会变化，故选D。

例2：一杯子装满水，杯的底部有一个小孔，在水从小孔不断流出的过程中，杯连同杯中水的共同重心将（ ）
A. 一直下降
B. 一直上升
C. 先升后降
D. 先降后升
解析：杯子是规则的几何图形，重心应在中心位置，但随着水的流出，造成质量分布不均匀，重心会下降，当水流尽以后，图形又是规则的图形了，所以重心又回到几何中心处，故选D。
例3：质量均匀的钢管，一端支在光滑的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着，钢管受到几个力的作用？各力的施力物体是什么？画出钢管受力的示意图。

解：按受力分析的步骤来①竖直向下的了的重力mg，②垂直于地面的支持力F1，③绳子的拉力F2，施力物体分别是地球、地面和绳子。
〖板书设计〗
3.1重力与弹力（第1课时）
1、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球。
2、大小：G=mg，单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关。
3、方向：方向竖直向下。
4、重心：等效看成受重力的作用点。
5、力可以用有向线段表示。
①力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力。
②力的示意图：只在图中画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力。（粗略，常用）
〖教学反思〗

• 本节课主要内容有三个，基本是按力的三要素来进行的，针对不同的内容特点，采用不同的教学策略或方法，但是主流还是用动态图的形式来给学生更加只观的感受，以及视觉冲击。
  

• 重力在初中已经学过，而且根据生活经验，学起来就感觉比较轻松，这就造成某些学生的不够重视，易焦躁等。所以课堂的引入能否抓住学生的注意力，激发学习兴趣就显得很关键了。课堂上教师根据需要进行一些肢体语言动作来辅助教学如推桌子、悬挂直尺等，这样会取得较好的课堂效果。