第一篇:初中新人教版重力教案
第三节重力
(一)教学目的
1.知道重力产生的原因。
2.知道重力的施力物和重力的方向,知道重力的作用点叫重心。
3.理解重力的大小跟物体质量的关系,理解公式G=mg,知道g=9.8牛/千克的物理意义。
(二)教具
弹簧秤、钩码、质量相等的两种不同钩码。
(三)教学过程
一、新课引入
水为什么从高处往低处流?蹦极时人为什么会向下落?-------运动状态发生了改变,肯定是受到了力的作用。
二、重力的产生
你会讲苹果落地的故事吗?
牛顿研究后提出:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力,这就是万有引力。
地球对地面附近物体的吸引力叫重力。地面附近的一切物体都受到地球的吸引,所以一切物体在地面附近都受到重力。
力是物体对物体的作用,重力是地球对物体的吸引作用。重力的施力物是地球,受力物是地面附近的物体。例如,苹果所受的重力,施力物是地球,受力物是苹果。椰子所受的重力,施力物是地球,受力物是椰子。
三、重力的大小
大量的生活经验告诉我们,物体的重力是有大小的。
实验:探究重力大小跟质量的关系
1.实验:两个钩码的大小、形状和材料都不同,但是它们的质量都是50克。我们用弹簧秤测量它们的重力。把物体挂在弹簧秤下,当物体静止时,弹簧秤的示数就等于物体受到的重力。(教师演示)
这两个砝码的重力都是0.5牛顿。质量相等的物体,它们的重力大小也相等。2.学生实验:用弹簧秤测量质量分别为50克、100克和150克的物体的重力,将测量结果填在课本的表格内。(学生操作)
3.物体的重力跟质量成正比
教师:从实验数据可知,物体的重力跟它的质量成正比。4.g的值
实验数据中重力和质量的比值大约是10牛/千克。精确的测量结果表明,重力和质量二者的比值是9.8牛/千克,这个值用g表示,g=9.8牛/千克。粗略计算,g可取10牛/千克。5.G=mg 如果用G表示物体的重力,m表示物体的质量,g表示物体的重力和质量的比值。那么重力和质量的关系可以用公式G=mg表示。
6.g在不同的星体上的数值不同,如在月球上为地球上的 1/6,在地球上为计算方便,在粗略计算时可取g =10 N/kg。
四、重力的方向
想想议议:如何描述重力的方向? 教师演示竖直上抛、平抛、斜抛
用一根线把物体悬挂起来,物体静止时,线的方向跟重力方向一致,这个方向叫做竖直方向.
重力的方向是竖直向下的.
思考:竖直向下与垂直向下一样吗?放在斜面上的物体受到的重力方向是哪个?
讨论:同学们,你知道"重力的方向竖直向下”在生活中有哪些应用吗?
铅垂线:建筑工人在砌砖时常常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向,以此检查所砌的墙壁是否竖直。
考考你:水平仪可以检验一个平面是否水平.若把它放在你的课桌上,重垂线锥体出现如图所示的现象,说明此桌面的___右___边高(选填“左”或“右”).重垂线是利用重力的方向总是竖直向下的 原理制成的.
逆向拓展:重力的方向是竖直向下的,会给人类造成危害吗?
举例说明如何避免重力给人来带来的危害。
五、重心
转动的地球上南极游企鹅,北极有北极熊,它们所受的重力方向都是竖直向下的,这里的“下”不矛盾吗?“下”指的是什么?指向地心的方向。
一个物体的各部分都受到重力的作用,在作用效果上我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点就叫做物体的重心。
重心 ——重力在物体上的作用点。
质地均匀、外形规则物体的重心在它的几何中心上。
例如:粗细均匀的同材料的棒,它的重心在中心;圆球的重心在球心;正方形薄板的重心在它的对角线的交点。
物体的重心是随着物体形状的变化而变化的,重心不一定在物体上
逆向拓展:给出一个不规则形状的薄木板,让学生设计一个实验方案来标出这块木板的重心所在.给出用悬挂法确定薄板的重心的参考。得出这样实验的原理。随后给出关于重心的课堂训练,巩固重心的知识点。
六、课堂小结
1.万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间都 存在相互吸引的力。
2.重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,符号G 3.重力的大小:物体所受的重力与物体的质量成正比。G=m g G—重力—牛顿(N)m—质量—千克(kg)g=9.8N/kg
4..重力的方向:竖直向下 5.重力的作用点:重心
七、巩固练习
1.重力:由于()而使物体受到的力叫重力.2.重力的大小跟物体的质量(), G=(),重力用()表示,单位 是(),质量用()表示,单位是(), g=9.8N/kg的意义是:()3.重力的方向()。
4.重心:重力的()叫重心.质量分布均匀、形状规则的物体重心,在它的()上。
5.一质量为1.5kg的小球从斜面上滚下,如图所示.试在图中画出小球受到的重力的示意图,并标出重力的大小.(g取10N/kg)
6.玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来的奥妙是()A、重力太小,可以忽略 B、重心较低,不易倾倒 C、重力的方向总是竖直向下的 D、里面有自动升降的装置
第二篇:初中物理《重力》教案
6.3 重力
教学目标: ●知识与技能
1、知道重力产生的原因,了解重力的重要性。
2、知道重力的方向,会用重垂线法检查桌面是否水平、立面是否竖直。
3、会用弹簧测力计测重力,理解重力大小跟质量的关系,记住g=9.8N/Kg,并知道其含义。
4、能用公式 G = mg 计算有关的问题。
5、知道重心的概念,知道重心的位置会影响物体的稳定性。●过程与方法
通过实验探究重力的大小跟质量的关系,并学会分析处理数据的方法。●情感、态度和价值观
通过分析生活中常见的重力现象,感受物理就在我们身边,领略自然现象中的道理和奥妙,体验物理的有趣和有用。教学重点:重力的大小(G=mg)和方向 教学难点:重力方向和重心 课时安排:2课时 教学过程 一:引入新课
通过牛顿与苹果的故事或者课本图片+问题、或者演示几个现象引入本课题。
二、新课教学
(一)重力的产生
教师:在讲新课前,我们来看几个录像。在观看录像时,请同学们思考两个问题:你观察到了什么现象?这些物体的运动有什么共同特点?
播放录像:运动员高台跳水、踢飞的足球最后落到地面、飞流直下的瀑布、树上的苹果落向地面、发射出去的炮弹等
[提问]:你们观察到了什么现象?找到它们运动的共同点了吗?
[讲解]:不管这些物体在空中运动的时间是长还是短,最后它们都回到了地面,因为它们都受到了地球的吸引力,重力就是由于地球的吸引力而产生的。在日常生活中,有许许多多与重力有关的现象,你们能举出这些现象吗?大家先不要讨论,自己好好想一想,可以在纸上写出来
[讨论]:同学们都想出了许多在日常生活中遇到的现象,有些同学还想到了一些有趣的现象,哪位同学愿意说说自己注意到了什么现象呢?
① 向上跳起会落回地面;② 教室里的桌子、椅子静止在地面;③ 篮球投进篮框后会落回地面;④ 跳伞运动员从高空跳下后,落到地面;⑤飞机降落;等等 [小结]:由此可见,重力在我们周围时时刻刻存在着。地球周围的一切物体时时刻刻都受到重力的作用。
(二)重力的方向
[学生观察]:物体从静止开始自由下落的方向,物体悬挂起来静止时悬线的方向 [讲解]:重力的方向剖竖直向下的,即垂直于水平面,并指向地球的球心。由于悬挂重物的线总是竖直向下垂的,我们把它称为重垂线。[学生活动]:重垂线的应用
A.用重垂线检查桌腿是否竖直
B.用重垂线检查墙壁上的画是否挂正 [讨论]重垂线在生产和生活中有哪些应用?
(三)重力的大小
[讲解]重力是一种力,所以重力也应该有大小、方向和作用点。
[提问]:日常生活经验告诉我们,重力是有大有小的。根据你的生活经验,比较这两本书,哪本书的重力大呢?比较这两个钩码(或砝码),哪个更重呢? [学生实验]:用弹簧测力计测量各种物体的重力
[提问]:大家可以用手掂掂各自测量的物体,想一想,物体受到的重力与质量的大小是不是有关系呢?如果有,那么它们的关系是什么?我们可以利用实验来找出重力与质量的关系。现在我们以小组为单位,用你们桌上的实验仪器进行实验。
[学生活动]
① 制定简单的实验计划,设计表格;
② 进行实验,收集数据:用弹簧测力计分别测出一个或多个钩码的重力;把数据填入表中;分析数据。
③ 分析数据,采用比值法处理数据: m 1:m 2 = G 1:G 2
或 G:m = 常量
教师指导学生进行交流讨论,帮助学生解决问题。在学生交流讨论后,教师给出 g 的含义,写出物理公式:G = mg。
交流讨论:小组选出代表汇报实验结果和结论,提出各组在实验中遇到的问题。
[结论]:重力和质量成正比关系;或重力和质量的比值是常数。
[总结]:g表示重力跟质量的比值,地球表面实验测得g=9.8N/kg,它表示质量为1kg的物体,在地球上所受的重力大小为9.8N,或者说它重9.8N。在粗略情况下,g可取10N/kg。在不同纬度的地方测定的g略有差异。[学生练习]:利用公式 G = mg 进行计算。
(四)物体的重心
[学生阅读]:阅读教材p16,明白重心的概念
[讲解]:重心的概念,告诉学生如果有其他物体支持着重心,物体就能保持平衡。
带领学生一起做个小实验:用手指支在直尺的中心,直尺能够保持平衡。教师介绍重心与物体形状、质量分布是否均匀的关系,让学生知道质地均匀、形状规则的物体的重心,在它的几何中心上。并且向学生介绍重心位置在工程中的作用。
三、课堂练习
四、教学小结
重力产生的原因; 重力的大小、方向和作用点;重力和质量的关系: G = mg。
五、作业
板书设计:
1、重力(G):因地球的吸引而使物体受到的力
2、重力方向:竖直向下
应用:重垂线
3、重力大小:
重力和质量成正比:G=mg
g=9.8N/Kg 质量为1Kg的物体,受到的重力是9.8N。
4、重心:重力作用点
第三篇:初中物理---重力教案
第四节重力教案
(一)教学目的
1.知道重力产生的原因。
2.知道重力的施力物和重力的方向,知道重力的作用点叫重心。
3.理解重力的大小跟物体质量的关系,理解公式G=mg,知道g=9.8牛/千克的物理意义。
(二)教具
弹簧秤、钩码、质量相等的两种不同钩码。
(三)教学过程
一、复习提问 力的三要素是什么?
二、新课引入
秋天到了,苹果从树上落到地面上。跳高运动员也要落到地面上、飞机投下救援物资从空中落到地面上,在地球上,一切物体最终都会落到地面上。这是为什么呢?原本支撑好的玩具,当把木板拿开,最终也会落到地面上,物体在没有支持的情况下都要向下降落。------原因是物体受到了地球的吸引。
三、重力的产生
地球对地面附近物体的吸引力叫重力。地面附近的一切物体都受到地球的吸引,所以一切物体在地面附近都受到重力。
力是物体对物体的作用,重力是地球对物体的吸引作用。重力的施力物是地球,受力物是地面附近的物体。例如,苹果所受的重力,施力物是地球,受力物是苹果。椰子所受的重力,施力物是地球,受力物是椰子。
四、重力的方向
重力是一种力,力有大小、方向和作用点三个要素,重力也有三要素。重力的方向就是物体自由落向地面时的方向,这个方向是竖直向下的。所以重力的方向是竖直向下。
重力的方向可用来检查房屋的墙壁是否竖直。我们常看到建筑工人用一根重垂线检查墙壁就是应用重力的方向是竖直向下这个道理。测绘人员用的水平仪下
悬着重垂线,也是利用重力的方向是竖直向下来测定仪器是否水平。你有兴趣的话,可以采用这类方法检查家中的电冰箱放置的是否水平。
五、重力的大小
1.实验:两个钩码的大小、形状和材料都不同,但是它们的质量都是50克。我们用弹簧秤测量它们的重力。把物体挂在弹簧秤下,当物体静止时,弹簧秤的示数就等于物体受到的重力。(教师演示)
这两个砝码的重力都是0.5牛顿。质量相等的物体,它们的重力大小也相等。2.学生实验:用弹簧秤测量质量分别为50克、100克和150克的物体的重力,将测量结果填在课本的表格内。(学生操作)
3.物体的重力跟质量成正比
教师:从实验数据可知,物体的重力跟它的质量成正比。4.g的值
实验数据中重力和质量的比值大
约是10牛/千克。精确的测量结果表明,重力和质量二者的比值是9.8牛/千克,这个值用g表示,g=9.8牛/千克。粗略计算,g可取10牛/千克。5.G=mg 如果用G表示物体的重力,m表示物体的质量,g表示物体的重力和质量的比值。那么重力和质量的关系可以用公式G=mg表示。1千克=9.8牛顿 ?
这是错误的,千克是质量单位,牛顿是重力单位,是不同的概念,是不能等同的。g的大小与物体所处的高度和纬度有关.当高度增加时,g的值减小;当纬度增加时,g的值增大.
6.例题:一个集装箱的质量是4吨,计算它所受重力。并画出重力的图示。已知:m=4吨=4000千克,g=10牛/千克。求:G。
解:G =mg=4000千克×10牛/千克=40000牛 答:集装箱所受重力是40000牛。
作力的图示时,要画出力的三要素。重力是集装箱受到的,重力的作用点画在它的中心。方向竖直向下。结合标度线段的长度,重力线段长度应是标度线段长的4倍。
六、重心
重力的作用点叫重心。粗细均匀的同材料的棒,它的重心在中点;圆球的重心在球心;正方形薄板的重心在它的对角线的交点。人直立或睡觉时重心都在身体上,但跳水运动员的重心就不在身上了
物体的重心是随着物体形状的变化而变化的,重心不一定在物体上
给出一个不规则形状的薄木板,让学生设计一个实验方案来标出这块木板的重心所在.给出用悬挂法确定薄板的重心的参考。得出这样实验的原理。随后给出关于重心的课堂训练,巩固重心的知识点。
七、总结
1、地面附近的物体受到地球的吸引,所以物体受到重力。重力的施力物是地球。
2、重力既然是一种力,它有大小、方向和作用点三个要素。
3、重力的大小跟物体的质量成正比,这个关系用G=mg表示,g=9.8牛/千克。
4、重力的方向是竖直向下。
5、重力的作用点叫重心。
八、作业
1.完成节后练习。2.章后习题4、6。
第四篇:重力教案
力·重力·教案
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鍬头的一侧。演示“模拟铁鍬”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“铁鍬”的平衡。最后用剪刀剪开“铁鍬”,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
-3100kg)靠在一起时,它们间的万有引力约为1.1×10N。
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3.63×10N,它足以拉断直径9×10km的钢柱。22(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。
第五篇:重力教案
第一节 重力
教学目标:
一、知识与技能
1、知道重力是如何产生的
2、知道重力的大小和方向
3、知道重心的概念
二、过程与方法
1、通过观察和实验,感知重力的存在,培养观察思考、分析问题的能力。
2、通过探究了解重力和质量的关系。培养一定的实验能力,利用数学模型解决物理问题的能力。
3.通过了解重垂线及重心的应用,培养应用物理知识解释简单生活现象的能力。
三、情感态度价值观
1.通过课堂上的观察分析活动,养成善于观察思考的良好学习习惯。
2.通过了解生活实际中物理知识的应用,增强学习物理、学习科学知识的兴趣。
3.激发学生对于科学探究的兴趣,养成与同学合作交流的意识,体验利用知识解决问题的喜悦,培养创新意识。
教学重点:重力的概念及重力与质量的关系。
教学难点:重力的方向,通过观察分析明确重力的方向是竖
直向下的,理解重心的概念。
教学准备:钩码、弹簧测力计、重垂线、木球(可用其他物品替代)。
教学过程
一、引入新课
演示
(1)将一只木球举到一定的高度让其自由落下。
(2)把一只木球斜向上抛出,观察其运动路线。
(3)让一只木球在讲台上沿直线运动,滚到讲台边后落向地面,观察其运动路线。
在演示的几种情况中,球的运动有什么共同之处呢?不论小球的运动状态如何。它最终都落回了地面。产生这些现象的原因是什么呢?球运动过程中运动状态的改变是因为受到了力的作用,球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。这节课我们就一起来研究这个指向地面的力——重力的知识。
二、新课学习
(一)重力
[投影]首页
[投影]三幅图片:引发同学们思考
1.想想做做
请同学们用一根细线拴住自己的橡皮,做如书中图所示的实验,说说你的感受。
同学们是不是发现橡皮做圆周运动时需要用力拉着,松开手就会被甩掉。那为什么我们并没有用绳把月亮拴在地球上,但是月亮总是不停地绕着地球旋转,这又是为什么?是不是地球上有某种力,像拉着橡皮的线一样,在牵着月球呢?
和大家想的一样,地球和月亮之间的确存在着相互吸引的力,[投影]动画-万有引力。
地球和月亮之间存在着相互吸引的力,这就是万有引力(universal gravity),万有引力是伟大的物理学家牛顿发现的,他是看到苹果落地受到启发而发现了万有引力。地面附近的物体也会受到地球的吸引,地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力(gravity)。通常还把重力的大小叫做重量。
想一想、你还看到过什么现像是物体受到重力的作用而产生的。比如现在流行的蹦极、美丽的瀑布、荡秋千等,还有课前的实验,木球无论怎样运动都最终落到地面,就是受到了重力的作用。
但地球对地面物体的吸引力不等于物体所受的重力,物体所受的重力地球对它的吸引力的一部分,这个内容将在以后的学习中讲到。
2.想想做做
地球附近的物体都会受到重力的作用,你知道重力能为我们做什么吗?盖大楼打地基时,就是把夯举高释放,夯由于受到重力而向下运动就能将地基夯实。跳水运动员走到高高的跳台上向下跳时也是由于受到重力作用才能在完成各种动作后入水。人和各种动
物是由于受到了重力的作用才能安然地在地球上生存,如果没有重力,可能就只能像在飞船中的宇航员一样到处漂了。
(二)重力的大小
同学们还记得力的三要素吗?力的三要素是力的大小、方向、作用点。我们就先来研究重力的大小怎样确定,它和什么因素有关呢? 1.重力的大小
同学们可以先大胆猜想一下物体的重力和什么有关?然后可以参考教材中的提示,用实验验证自己的想法,然后交流实验的情况。
谁知道重力用什么测量?怎样测量?用弹簧测力计来测量重力。使用弹簧测力计时要先观察量程和分度值,如果指标没有指零还要先进行调零,然后将被测物体挂在弹簧测力计下方,物体静止时,根据指针的位置读出指示的值即为被测物体的重力。教师演示,学生观察并读出数据。
根据测量数据做出的重力与质量关系的图像是一条过原点的直线。
根据实验结果,我们知道每一次测出的重力与其对应质量的比值基本上是一个不变的值,这个比值大约是9.8。实验结果说明物体所受的重力跟它的质量成正比。我们用G表示重力,g表示重力和质量的比值,同学们实验的结论就可以用一个公式表示。请大家自己表示出来,并想一想单位是什么。
g的单位可根据重力G(N)和质量m(kg)的单位得出:g=9.8 N/kg。在使用公式 计算时,质量(m)的单位必须用kg。重力(G)的单位必须用N。粗略计算时,g的值可取10 N/kg。2.练习
练习1.一块钢锭的品质是4t,计算它所受到的重力。
=4×1000kg×9.8 N/kg=39200N 注意:质量的单位必须用kg。
练习2.质量是50g的鸡蛋,重是多少牛(取g=10 N/kg)?
=50÷1000kg×10 N/kg=0.5N 注意:质量的单位必须用kg。
练习3.根据自己的体重,估算受到的重力的大小。
通常把重力的大小叫做重量。但是在日常生活中,人们习惯将质量称为重量,同学们应注意区别。
(三)重力的方向
知道了物体重力的大小和它的质量有关,接下来我们来了解重力的第二个要素:方向。通过实验和生活经验,我们已经了解了一切物体在失去支持时都要落到地面。演示
(1)观察拿在手中的小球自由下落的方向。
(2)用一根线把物体悬挂起来,观察静止时线的方向。
小球受重力自由下落时的方向及悬挂的物体受重力作用使悬线下垂的方向便是重力的方向,这一方向是竖直向下的,所以重力 的方向是竖直向下的。演示
(1)两条重垂线的方向。它们方向是否相同?(2)重垂线与水平桌面的方向是否垂直?(3)重垂线与斜面的方向是否垂直?
两条重垂线的方向平行,重垂线的方向与水平面垂直,与斜面不垂直。重力的方向总是竖直向下的,不能说垂直向下。
现在请同学们利用重垂线检查我们教室的墙壁是否竖直,窗台及课桌面是否水平。说说你们检查的结果和根据。如果重垂线和墙壁是平行的,说明墙壁竖直,如果重垂线和桌面及窗台是垂直的,则说明桌面和窗台是水平的。
建筑工人之所以用重垂线来检查所砌的墙是否竖直,就是因为重垂线的方向总是竖直向下的。
我们站在地面上,脚朝下,由于重力的作用可以站得很稳,但地球是圆形的,在我们“脚下”的人,好像脚是朝上的,他们也能站得稳,为什么呢? [想想议议]
我们所说的“竖直向下”的“下”指的是什么方向?地球上不同地方的人或物受到的重力的方向对于他们所处的位置来说都是竖直向下的。因为地球是球形,所以地球上不同位置上的“下”实际都指向了地球的中心,因此我们所说的竖直向下的“下”指的是指向“地心”。
指向地心的方向叫“向下”,背离地心的方向就应该叫做“向上”。正因为地球上不同地方的人们都受到地球指向地心的重力作用,所以各个地方的人们都能安然无恙地生活在地球表面。
(四)重心
接下来我们来研究重力的第三个要素:作用点。
出示一根粉笔,这根粉笔受不受重力的作用?地球附近的物体都会受到重力的作用,所以粉笔也受重力。将一根粉笔分成几段后。各段粉笔受不受重力?将粉笔分成几段后,每一小段粉笔仍然受重力作用,物体的每一部分都会受到地球的吸引作用。
地球吸引物体的每一部分,但是,物体受到的重力可以看成是集中在一点,这个点叫做物体的重心(center gravity),也就是重力的作用点。如何确定物体的重心呢?
重力的作用线一定通过重心,所以可以用类似重垂线的悬挂法确定物体的重心。请同学们确定一块方形薄板的重心,并交流自己的做法。
交流:先用细绳系住木板的一点悬挂起来,沿着细绳的方向在木板上画出一条线;再用细绳系住木板的另一个点悬挂起来。按刚才的方法在木板上画出另一条线,两条线的交点就是这个木板的重心。物体的重心位置和物体的形状、材料是否均匀有关,用悬挂法可以确定各种物体的重心。一般材料均匀、外形规则的物体的重心,就是这一物体的几何中心。(出示粗细均匀的细木棒和木球)如这两种物体的重心在哪儿?
粗细均匀的木棒的重心在木棒的中点,均匀圆木球的重心在它的球心。如将一粗细均匀的长棒从中间弯折成90°角,重心还在棒的中点吗?重心在哪儿?弯折后重心不在棒上,重心的位置可以用悬挂法确定。[想想议议]
请同学们双脚分开站好,大家一定能很稳地站在地面上,如果身体的各个部位都不动,只让你抬起一只脚,还能站稳吗?试一试,根据自己的体验讨论“不倒翁”为什么不倒。走钢丝的演员为什么要握一根长杆?
如果身体不动,抬起一只脚后就站不住,要想一只脚稳,身体就必须倾斜,身体倾斜时,人体的重心位置也会跟着移动。走钢丝的演员的重心位置必须落在钢丝上时才不会倾倒。
人走路,脚下不稳时会自然地伸开双臂保持平衡,因此我觉得走钢丝的演员手握一根长杆是为了借助加长了的手臂调整重心,保持平衡。
不倒翁身体的下部有一个很重的物体,上部几乎是空的,因此它的重心很低。将不倒翁扳倒后,重力的作用就会使它回到原来的位置,所以扳不倒。