物理：3.1《重力 基本相互作用》教学设计(新人教版必修一)

第一篇：物理：3.1《重力 基本相互作用》教学设计(新人教版必修一)

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用“引导—探究法”教《重力 基本相互作用》

江苏省无锡天一中学 焦健生

一、教材分析

1．本节内容的地位和作用

“重力 基本相互作用”一节内容编排在《高中物理》（必修1）第三章第一节中，这部分知识，特别是力这一基本概念，是本章的一个基础性的重点，学好这部分知识，可以为学习本节的后续内容做好必要的准备。

2．教学重点与难点

本节从力的概念入手来研究物体受到的重力，力的概念很抽象，为了便于学生接受，教材在处理这部分知识时，以现实生活的例子作为依托，列举了生活中学生能够感知的例子，说明力是改变物体运动的原因，是物体产生形变的原因，在此基础上给出力的定义和力的表示法，对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度定义的。可见，力的概念既是本节的重点，又是一个难点。

重力是学生比较熟悉的，教材从力的三要素的角度来介绍重力的有关知识，重力概念理解的难点是对重心的理解。

二、教学目标

（一）知识与技能

1．了解力是物体对物体的相互作用，知道力能使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。

2．知道力的三要素，会用力的图示法来表示一个力，会画力的示意图。

3．知道重力产生的原因及其定义，会求重力的大小并能确定重力的方向。

4．知道物体重心的含义，会用县挂法确定不规则薄板重心的位置，会求质量分布均匀、形状规则的物体的重心。

（二）过程与方法

1．通过实例等探究活动让学生来体验力的产生原因、力的作用效果以及力作用的相互性。

2．引导学生自己动手，用悬挂法来探究确定不规则薄板重心的位置。

3．通过“重心”概念的引入，渗透“等效代换”的物理学方法。

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（二）探究力的作用效果，引出并正确理解力的概念

1．创设情景，提出问题

让我们来亲身体验一下力的存在和力的作用，要求：同桌双手相互推掌，一人处于被动，双方感受力的存在，如果用力还可以把另一人推开。

体会和思考：力产生了什么样的作用、力是怎样产生的？

2．科学想象并体会，探索研究上述问题

鼓励学生大胆地动手、科学地想象并体会，在这环节中，学生分组讨论上述问题，教师给以适当提示。

3．再创情境，归纳总结，得出结论

向学生展示实验器材：方木块，海绵。实验：手推方木块使之运动，手用力推海绵。

请学生总结：

（1）力可以改变物体的运动状态；

（2）力可以使物体发生形变；

（3）力是物体对物体的相互作用。

4．逐字分析，正确理解力的概念

思考：（1）力能够脱离物体而独立存在吗？

（2）如何理解力的作用是相互的？

引入：施力物体和受力物体的概念？

结论：一个力总能找到它的受力物体和施力物体。

例1：下列关于力的叙述正确的是（）

A．力是物体对物体的作用

B．只有直接接触的物体间才有力的作用

C．如果一个物体是受力物体，那么它必定同时也是施力物体

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（2）形状规则的物体的重心一定在其物体上吗？为什么？（讨论）

（3）物体的重心一定在物体上吗？与物体形状、质量分布关系？讨论并举例。

探究性活动：用悬挂法测定薄板的重心位置。（测三角板、书本的重心）

（四）简要说明一下四种基本相互作用

学生自学并总结。

（五）总结本课内容

1．力的作用效果；2．力的概念；3．重力、重心；4．四种基本相互作用。

（六）作业

1．课本：P57 1、2、3。

2．课后体会日常生活中有关力作用生活实例。

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第二篇：高中物理必修一教案：3.1重力基本相互作用

3.1 重力

基本相互作用

一、教材分析

这一节首先从力的概念入手进行研究，“力是物体间的相互作用”这个表达是抽象的，也是教学中的一个难点，教学中要从生活中的具体例子出发，说明力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生形变的原因，在此基础上给出力的定义.对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度来进行定义的，刚开始分析物体受力时，可以把施力物体找出来以便在分析时不会凭空增加力的个数.力的三要素是对物体进行受力分析时把问题简单化的一种方法，也是以后作力的分析草图时必须用到的一种基本知识和技能，所以要学生多加练习，特别是对力的示意图更要加以重视，这是受力分析的基础.重力概念的理解难点在于重心的理解，重心是重力的作用点，但重心的位置与物体的形状和物体的密度分布都有关系.理解重力可以从演示实验入手进行，把抽象的问题具体化是解决难点的很好的方法.二、教学目标

1、知道重力产生的原因及其定义。

2、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系，能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。

3、知道物体重心的含义

4、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运动状

态发生改变

5、知道力的三要素

6、了解四种基本相互作用

三、教学重难点

重点：

1、重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系

2、力能使物体发生形变或运动状态发生改变

难点：

1、力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关

2、重心的概念

四、学情分析

力的概念在初中已经有所接触，但是它的理解仍然是一个难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力地位是相同的．重力是在初中已经学习过的一个概念，对它的理解主要应该放在重心的研究上，知道不同情况下物体重心的位置．自然界四种基本相互作用是新教材新增的内容，对它的理解不必太深，了解这方面的知识，为将来发展打下基础．

五、教学方法

创设情景，导入目标——自主探索，实践体验——表达交流，总结归纳

六、课前准备

多媒体，长方形木块，锯条，橡皮条，已知质量的钩码，重锤线，铅笔，刻度尺，质量均匀分布的金属板等。

七、课时安排

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

匀速直线运动，匀速圆周运动，加速直线运动有何区别？ 引入物体运动状态发生变化的含义是什么？

学生阅读课本P54第一段后答：物体速度（大小、方向）发生变化 物体发生形变的含义是什么？学生阅读课本P54第二段后举例。

（二）情景引入、展示目标

同学们都平时都习惯这样说，我们班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五、六十米。这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。

（三）合作探究、精讲点播

一、力和力的图示

⑴力的描述：力是物体与物体的作用。（即力产生的条件是两个或两个以上的物体发生作用）

⑵力的作用效果：使物体的运动状态发生改变或是物体发生形变。⑶力的测量工具：测力计（弹簧秤）⑷力的单位：牛顿

⑸力的量性：矢量，遵循矢量运算法则 ⑹力的图示：按一定比例作出的带箭头的线段，线段的长短表示力的大小，箭头的方向表示力的作用方向，箭头或箭尾表示力的作用点。

二、重力

1、重力

提问：重力是怎样产生的？

学生在预习后回答：地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。

提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？

学生猜疑：有的说是，有的说不是。

教师释疑：严格地说，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。

⑴概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。

一个物体受到10N的重力，可以说这个物体的重量是10N。提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？ 学生：施力物体是地球，受力物体是重物。

强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。

在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。⑵产生条件：是由于地球的吸引。

2、重力的大小和方向

提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？

学生：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。

实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。

(引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论)

⑴重力的大小：

重力的大小可以用弹簧秤测出。

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，在数值上等于物体重

力的大小。

动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。

学生马上得到：G与m成正比。

重力大小与物体质量关系： G＝mg（g＝9.8N/kg）

强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。实验：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。

归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。

⑵重力的方向：总是竖直向下。

强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。

3、重心

⑴概念

物体的各部分都受到重力的作用。从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。

通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。

⑵与重心位置有关的因素： ①与物体的形状有关；

②与物体的质量分布有关。

质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。

质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在此几何中心上。

同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（投影分析）

质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。学生动手找自己的不规则薄板的中心，并且说出其原理。

[教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照课本P5的实验）

验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线，让穿过重心C点，再在其重心C处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。

C 中

C 其平演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。

演示：将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，用悬挂法寻找其重心的位置。

归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。

物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。

简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习习近平衡的种类奠定基础。巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合 理。

(尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全)

三、基本相互作用

引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。

电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。

引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。

强相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。

（四）、反思总结、当堂检测

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测

（五）发导学案、布置作业

1、课后完成课本54页“问题与练习”中的习题。

2、用悬挂法确定形状不规则物体的重心（硬纸板、衣服挂）

九、板书设计

一、力和力的图示

二、重力

1、重力

2、重力的大小和方向

3、重心

三、基本相互作用

第三篇：物理：3.1《重力 基本相互作用》学案(新人教版必修1)

3.1 重力 基本相互作用学习目标:

班级________姓名________学号_____1.知道力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而存在，在具体问题中能找出施力物体和受力物体。2.知道力是矢量，知道力的作用效果和决定力的作用效果的因素，在具体问题中能画出力的图示和力的示意图。3.知道力的两种分类方法。4.知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。知道重力的大小和方向。5．知道重心的概念以及均匀物体重心的位置。学习重点：重力学习难点：重力 基本相互作用 主要内容:

一、力是物体间的相互作用

1．力的物质性：2．力的相互性：3．物体间发生相互作用的方式有两种：①直接接触②不直接接触4．力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。力的大小用测力计(弹簧秤)来测量。在国际单位制中，力的单位是N(牛)。通常把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。力的三要素决定了力的作用效果。若其中一个要素发生变化，则力的作用效果也将变化。5．力的作用效果 ①使受力物体发生形变； ②使受力物体的运动状态发生改变。力的作用效果是由力的大小、方向和作用点共同决定的。例如用脚踢足球时，用力的大小不同，足球飞出的远近不同；用力的方向不同，足球飞出的方向不同；击球的部位不同，球的旋转方向不同。

二、力的图示1．力可以用一根带箭头的线段来表示。它的长短表示力的大小，它的指向(箭头所指方向)表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种方法。2．画力的图示的步骤 ①选定标度：画出某一长度的线段表示一定大小的力，并把该线段所表示的力的大小写在该线段的上方。所选标度要适当(力的图示上刻度不能过少，也不能多而密，要便于作图计算)，一般标度的大小应是所图示的力的1/n，n为除“1”以外的正整数。②画一个方块或一个点表示受力物体，并确定力的作用点。③从力的作用点开始，沿力的作用方向画一线段(根据所选标度和力的大小确定线段的长度)，并在线段上加上刻度(垂直于力线段的小短线)。④在表示力的线段的末端画上箭头表示力的方向。在箭头的旁边标出表示这个力的字母或数值。3．注意：①箭尾通常画在力的作用点上。②若在同一个图上作出不同的力的图示，一定要用同一个标度。③力的图示与力的示意图不同。力的示意图是为了分析受力而作，侧重于画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性表示力的大小。

三、力的示意图 与力的图示相比，只要求在图中准确画出力的方向，表达出物体在这个方向受力即可，不要求准确画出力的大小。

四、力的分类(1)按力的性质和力的效果分类 ①性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力等。②效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向心力等。(2)按作用方式可分为接触力(如支持力、压力等)和场力(如重力等)。(3)按研究对象可分为内力和外力。(4)按力的关系可分为：共点力、共面力、平行力、平衡力、作用力与反作用力等。(5)注意：正确区分性质力和效果力是对物体进行受力分析的基础，也是正确解决力学问题的重要环节。根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同，如压力和支持力都是弹力性质不同的力，可以叫同一个名称，如重力、弹力都可使物体由静止开始运动，都可叫动力，其作用效果可以相同。同一个力，可以有不同的名称，如用绳子拉小车前进，绳子对小车施以拉力，又叫弹力、动力等。

五、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 1．重力的产生 静止释放的物体竖直下落。抛出的物体会落回地面，水会从高处流向低处，这众多的事例说明地球上的一切物体都受到地球的吸引。重力是由于地球的吸引而产生的。重力也叫重量，常用符号G表示。①重力的施力物体是地球，其本质是地球对物体的吸引力，但不能说重力就是地球对物体的吸引力。②地球表面附近的一切物体，不论是静止的，还是运动的，不论是否与地面接触，都受重力作用。重力与运动状态和接触面情况均无关。2．重力的方向总是竖直向下的 竖直向下即垂直于(当地的)水平面向下，沿重锤线向下。物体只在重力作用下从静止开始下落的方向是竖直向下的。不能将“竖直向下”理解为“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”。重力的方向不一定指向地心。3．重力的大小由物体的质量和所处的地理位置共同决定 ①在同一地点，重力G与质量m成正比；同一物体，在不同地点所受的重力可能不同(随地理纬度的增加而增大，随离地高度的增加而减小)，不过这种差异很小，一般在地面附近不太大的范围内，可认为其重力大小恒定不变。②重力大小的计算公式是G=mg．式中m是物体的质量，单位用kg；g是一个与地理位置有关的量，反映地球对物体作用力的强弱。(g值随地理纬度的增加而增大，随离地面高度的增大而减小)通常情况下(在地球表面附近)，取g=9．8N／kg，表示质量是1kg的物体受到的重力是9．8N。③重力的大小可以用弹簧秤测出。其依据的原理是二力平衡条件和力作用的相互性：用悬绳挂着的静止物体或用静止的水平支持物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。特别注意：拉力或压力与重力大小相等是有条件(平衡)的；且不能认为拉力或压力就是重力，因力的性质不同，施力物体和受力物体也不同。④重力的大小在一般情况下小于地球对物体的引力大小(学过“万有引力”就明白了)。4．重力的作用点：重心。

六、重心 一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。1．重心是重力的等效作用点。引入重心的概念，就把实际作用于整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力等效地代替了，于是原来的整个物体就可以用一个有质量的点代替，从而使研究问题大为简便。这种方法，在物理学上叫等效方法。等效方法是研究物理问题常用的思维方法，它是在保证效果不变的前提下用一种简化的形式来替代原来的形式以使研究问题方便些。注意：重心并不是重力的实际作用点，也不是物体上最重的一点，更不能认为地球只吸引物体的这一点。2．物体重心的位置跟物体的形状和物体内质量的分布都有关系，跟物体的放置情况和运动状态无关。只有形状规则、质量均匀分布的物体的重心才在物体的几何中心。重心的位置可在物体上，也可以在物体外。3．对于薄板状物体，可以用悬挂法找出其重心位置，其依据的原理是二力平衡条件。

七、四种基本相互作用：【例一】关于力的概念，下列说法中正确的是（）A．一个受力物体可以对应着一个以上的施力物体。B．一个力必定联系着两个物体，其中任一个物体既是受力物体又是施力物体。C．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧压缩后再反过来对手作用。D．直接接触的物体间一定有力的相互作用。【例二】试说出右图所示的力F的大小、方向、作用点。

【例三】在下图中作出A受到一个与水平面成30°角的斜向右上方500N的拉力的图示。

A 【例四】如图：已知小球、物块的质量均为m，悬绳对小球的拉力________N。物块对地面的压力(两者均处于静止状态)是___________N。如果说悬绳的拉力等于重力，物块对地面的压力等于重力，这种说法对吗?【例五】物体静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力()A、就是物体的重力B、大小等于物体的重力C、这压力是由于地球的吸引产生的D、这压力是竖直向下的。【例六】物体静止在斜面上，物体所受重力的方向如图所示，这个表示对吗？【例七】如图所示为一空心圆球，内部装满水，若在其底部一小孔，水从中不断流出，则在此过程中，球和其中水整体的重心如何变化?课堂训练：1．下列各种力的名称，根据力的效果命名的是()A、浮力B、弹力C、重力D、拉力 E、摩擦力F、动力 G、阻力 H、压力 I、支持力 J、分子力 2．用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体。两人合提一桶水，各用80N的拉力，两力与水平方向的夹角均为45°。3．关于物体的重心的说法中，正确的是()A．因物体的重心是重力的作用点，所以物体的重心一定在物体上。B．任何有规则形状的物体，其重心必在其几何中心。C．物体的形状改变时，它的重心位置很可能也随着改变。D．物体的重心可能在物体上，也可能在物体外。

4．力是__________的作用，一个物体受到力的作用，一定有_________对它施加这种作用，力是不能离开_____________而独立存在的。

课后作业：

1．下列说法中正确的是()A、某施力物体同时也一定是受力物体。

B、没有施力物体和受力物体，力照样可以独立存在。C、找不到施力物体的力是不存在的。

D、有的物体自己就有力，这个力不是另外的物体施加的。2．下述关于力的说法中不正确的是()A、力对物体的作用效果，完全由力的大小决定。

B、作用在物体上的力，不论作用点在什么位置产生的效果均相同。C、物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动状态的改变。D、力的作用效果一定会使物体运动。3．下列说法中错误的是()A、力是物体对物体的作用。B、只有直接接触的物体间才有力的作用。C、由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在。D、甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用。4．关于重力的说法，正确的是()A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的。

B．物体在地球表面附近无论是静止，还是向上或向下运动，它都受到重力。C．重力就是静止的物体对竖直悬绳的拉力。D．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体。5．下列关于重力的方向的说法，正确的是()A． 重力的方向总是竖直向下的。B．重力的方向总是指向地心。

C．重力的方向总是和支持物体的支持面垂直。

D．由于地球是一个大球体，所以重力的方向是无法确定的。6．关于重力的大小，下列说法正确的是()A．物体的重力跟质量成正比。

B．g=9．8N／kg表示重力是9．8N的物体的质量是1kg。C．放在斜面上的物体比在平面上受的重力小。

D．在地面附近，物体静止时与运动时，其重力大小是不变的。

7．一条放在地面上的长为L的柔软匀质粗绳，向上提其一端刚好拉直时，它的重心位置升高了__________；长为L的均匀直钢管平放在水平地面上，现抬起其一端使其与水平地面成30角时，它的重心位置升高了___________。8．如图所示，画出均匀矩形木块在不同情况下所受重力的示意图

9．画出下面物体所受重力的图示

6(1)放在水平地面上的重为3．O×10 N的木箱。

(2)质量为8kg的小球在空中自由下落时(不计空气阻力)所受力的图示(g取10N/kg)。

阅读材料：经典力学的建立 十五、十六世纪，伟大的波兰天文学家哥白尼用自制的各种仪器对天象进行了长期的观测，并对观测的资料进行分析、整理，于1543年出版了《天体运行论》，提出了“日心地动说”的体系。

在哥白尼工作的基础上，揭开行星运行之迷的是伟大的德国天文学家开普勒。开普勒从整理和研究第谷所观测的行星运行和恒星位置的数据中，首先研究火星的运行转道，经过无数次的探索，终于发现：火星运行的轨道是一个椭圆。1609年，他发表了《新天文学》一书《论火星的运行》一文，将对火星的发现推广到所有行星，这就是以他的名字命名的开普勒第

一、第二定律、面积定律)，随后又发现了第三定律(周期定律)。值得指出的是，开普勒的工作给人们以深刻的启示：科学不能停留在单纯的观测数据中，而必须对观测到的数据进行细致的分析，才能找到事物运动的内部规律。还要指出的是，开普勒并没有以发现这三个定律为满足，他还企图用力的作用来解释它们，牛顿正是沿着这个思路而创立他的天体动力学理论的。

对亚里士多德关于重的物体比轻的物体下落得快以及力是维持物体运动的原因等错误观点的否定争纠正是经典力学产生的重要标志：1586年比利时的力学家西蒙〃斯台文(1548—1620)出版了一本《论力学》的著作，其中关于落体实验是这样记叙的：“反对亚里士多德的实验是这样的：让我们拿两只铅球，其中一只比另一只重十倍，把它们从三十英尺的高度同时丢下来，落在一块木板或者什么可以发出清晰响声的东西上面，那末，我们会看出轻球并不需要比重球多十倍的时间，而是同时落到木板上，因此，它们发出的声音听上去就象是一个声音一样。”1589年，伽利略进一步研究了落体问题。他在研究过程中创立了运动学的基本概念，并把观察实验、数学推算和逻辑论证有机地结合起来，做了著名的斜面实验，揭示了力和运动的本质联系，得到了落体定律和惯性定律。伽利略的这些发现，不仅在物理学史上而且在整个科学史上都占有极其重要的地位。这不仅在于他纠正了统治近二千年的亚里士多德的错误观点，更重要的是他创立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法。

经典力学的理论体系是以牛顿运动三定律为基础的。牛顿系统地总结了伽利略、开普勒惠更斯等人的工作，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律，于1687年出版了《自然哲学数学原理》。这是牛顿的—部代表作，也是力学的一部经典著作。牛顿在这部书中，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力等）和基本定律(运动三定律)出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，建立了经典力学的完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体的力学统一起来，这是物理学史上第一次大的综合。所以，牛顿的《自然哲学数学原理》的出版，标志着经典力学体系的建立．牛顿从事自然科学研究工作时，是站在自发的唯物主义立场上的，这是他取得重大成就的思想基础．重视实验，重视归纳，这是牛顿的科学方法论的核心，也是他取得重大成就的关键。牛顿的世界观的根本缺陷在于它的形而上学和经验主义，他轻视哲学指导，提出了。神的第一次推动”的唯心主义观点，这是一个严重的教训．

牛顿力学体系的建立，对全部自然科学的发展作出了不可磨灭的贡献。由于力学的巨大成就，使得当时的许多自然科学家和哲学家认为可以用力学来解释一切自然现象。牛顿说：“自然界的一切现象，全可以根据力学的原理，用相似的推理，一一演绎出来．”惫更新选一步说：

“在真正的哲学里，所有自然现象的原因都可以用力学的术语来陈述。”这样，就逐步形成了把一切运动归结为机械决定论的自然观。

第四篇：2018年高中物理必修一教案：3.1 重力基本相互作用

第三章

相互作用 重力

【教学目标】

一、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，知道力能使物体发生形变或运动状态发生改变。

2.知道力的三要素。

3.知道重力产生的原因及其定义。

4.知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系，能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。

5.知道物体重心的含义。6.了解四种基本相互作用。

二、过程与方法

1.知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。

2.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。3.能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。

4.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。

5.通过“重心”概念的引人渗透“等效代换”的物理学方法。

三、情感、态度与价值观

1.通过实例激发学生对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。

2.培养主动与他人合作的精神和与他人交流的愿望，敢于质疑，勇于修正。

3.通过介绍“神五”发射升空过程，培养学生的爱国主义情操，了解科学技术对人类生活和社会所起的巨大推动作用。

【教学重点】

1.重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。2.力能使物体发生形变或运动状态发生改变。【教学难点】

1.力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。2.重心的概念。[课时安排] 1课时

[教学过程]

一、引入新课

我们在初中已经学过力的有关知识，今天我们继续学习力的知识。

二、进行新课

1．对“力和力的图示”的学习

教师活动：利用多媒体投影播放“运动员踢球、守门员接球、运动员用头顶球”等录像资料。教师提出问题，启发引导学生讨论解释现象

学生活动：学生观看，讨论现象的共同点，教师引导，得出结论

点评：通过实际问题以及现象的分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的能力。

教师活动：演示用手压锯条、拉橡皮条等等，提出问题； 1．类似这些你还能举出哪些生活实例？ 2．所有这些现象说明什么？

学生活动：学生思考讨论列举实例，概括总结自己的结论。点评：通过生活实例，激发兴趣，完成力的定义的教学。教师活动：教师提出问题：

1.用手指推长方形小木块，你能看到几种不同的现象？

2.比较几种不同的现象，你能说出力的作用和它所产生的效果之间的关系吗？ 3.说出你的结论。

学生活动：学生实验推木块。操作参考：

l.用大小不同的力推木块靠近桌面的地方。2.用大小相同的力推木块的不同侧面。

3.用大小相同的力推距离桌面不同高度的地方。学生叙述现象，讨论交流得出结论。

点评：通过实验分析现象，培养学生利用物理语言叙述实验现象、抽象概括总结物理问题的能力。

教师活动：总结、点评、提出问题： 力是物体间的相互作用，力的作用效果是使物体发生形变或运动状态发生改变。力也是一个矢量。

1.我们学过的物理量中，有哪些是矢量？

2.我们怎样用数学方法来表示力？

引导学生阅读教材并观看课件《力的图示作图法》，完成对力的图示的教学。学生活动：思考问题、阅读教材，观看课件。2.对“重力”的学习

教师活动：多媒体展示神州五号升空录像，带有苹果落地、航天飞机绕地飞行、人抛出物体、月球绕地运行的图片。教师提出问题：

1.发射卫星或飞船为什么用那么大的火箭？

2.苹果落地、航天飞机绕地飞行、人抛出物体落向地面、月球绕地运行说明了什么？ 学生活动：学生观看录像和图片，感受人类探索自然的成就感，交流讨论得出结论。点评：进一步分析实际问题，培养学生热爱生活、热爱科学并勇于探索科学，得出重力的定义。

教师活动：指导学生用弹簧秤测已知质量的物体的重力，提出问题： l.通过测量不同质量物体的重力，你能发现他们有一个共同点吗？ 2.关于重力与哪些因素有关，你的结论是什么？ 学生活动：学生实验测量，交流讨论，得出结论

点评：通过实验探究重力的大小与什么因素有关，培养学生实验探究物理问题的能力。教师活动：教师提出问题：重力的方向是怎样的？演示不同情况下的重锤线。学生活动：学生猜想、观察、分析得出重力方向的结论。

点评：通过演示实验的观察，培养学生分析观察概括总结的能力。教师活动：教师提出问题：

l.你能用一支铅笔将一个刻度尺水平支起来吗？做做看。2.根据二力平衡，你能找到刻度尺的重心吗？

3.根据刻度尺的重心的位置，猜想质量均匀分布的物体的重心在哪里？

4.你的猜想正确吗？你该怎么做？

5.若在刻度尺的一端放上一块橡皮，刚才支点的位置改变了吗？说明什么？ 学生活动：学生动手做实验： l.平衡刻度尺

2.确定形状规则、质量分布均匀的金属板的重心并实验验证

点评：通过实验验证质量均匀分布的物体重心的位置．培养学生实验能力。3.对“四种基本相互作用”的学习

教师活动：引导学生阅读“四种基本相互作用”，提出回答： l.四种基本相互作用分别是什么？

2.质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核，请猜测原因可能是什么？

3.假设重力不存在了，会发生什么现象？

学生活动：学生阅读；学生解答；交流讨论，发表见解。

点评：阅读四种基本相互作用，培养学生阅读能力和提取物理信息的能力。

三、课堂总结、点评

这节课重点是对重物牵引下小车的运动进行探究，在探究过程中，涉及到了实验的设计、操作以及作图像的方法、原则，很好地提高了大家各方面的能力，同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。

第五篇：《重力_基本相互作用》教学设计

一、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。

二、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。

三、课时安排

1课时

四、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。

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

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

3、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（D）A、一直下降 B、一直上升 C、先升后降 D、先降后升

7、课后思考

①‘孤掌难鸣’说明了一个什么道理？ ②电子秤称量的是质量还是重量？

③为什么现在优秀的跳高运动员都采用‘背越式’技术？

五、板书设计

一、力的概念

1、定义：物体与物体之间的相互作用；

2、性质：①物质性、②相互性、③矢量性；

3、作用效果：①改变物体的运动状态、②使物体产生形变；

4、影响作用效果的因素：大小、方向、作用——力的三要素；

二、力的图示

大小→线段长度、方向→箭头方向、作用点→箭尾（箭头）；区别：力的示意图

三、重力

1、定义；

2、大小：G=mg；g=9.8N/Kg

3、方向：竖直向下；

4、重心：

①定义；②重心的位置既与物体形状有关，还与质量分布有关； ③悬挂法——只适用于薄板状物体。