《重力基本相互作用》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、重力基本相互作用教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)說明：重力知識(shí)是力學(xué)學(xué)習(xí)的起點(diǎn)和基礎(chǔ)，對(duì)初高中力學(xué)知識(shí)有著承上啟下的作用。本節(jié)內(nèi)容由于學(xué)生在初中階段，對(duì)有關(guān)“力”的基礎(chǔ)知識(shí)已有初步的掌握，故采用談話法教學(xué)。從學(xué)生熟悉的生活實(shí)例出發(fā)，問什么原因使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，什么原因使物體發(fā)生了形變，在此基礎(chǔ)上引入了力的概念及力的圖示法，又引出了重力及重心的概念。在重力基礎(chǔ)上介紹了四種基本相互作用及其特征，對(duì)自然界中的四種相互作用的提出，其目的是拓寬學(xué)生的思維空間，也體現(xiàn)了教材內(nèi)容的開放性。三維目標(biāo)         

2、       知識(shí)與技能1.了解力是物體對(duì)物體的作用，力的作用是相互的，認(rèn)識(shí)力能使物體發(fā)生形變或使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變.2.知道力的三要素，會(huì)畫力的圖示和力的示意圖.3.知道重力的方向以及重力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系.4.知道物體重心的含義.5.知道重力產(chǎn)生的原因及其定義.6.了解四種基本相互作用.過程與方法1.知道人類認(rèn)識(shí)力的作用是從力的作用產(chǎn)生的效果開始的.2.能通過探究活動(dòng)體驗(yàn)力的作用效果與力的大小、方向、作用點(diǎn)這三要素有關(guān).3.能通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納得出力的作用是相互的.4.自己動(dòng)手，找不規(guī)則薄板重心的實(shí)驗(yàn)鍛煉自己的動(dòng)

3、手能力.5.通過“重心”概念的引入滲透“等效代換”的物理學(xué)方法.情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過實(shí)例激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲、激勵(lì)探索與創(chuàng)新的意識(shí).2.通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神.3.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)全面觀察分析問題的能力.教學(xué)重點(diǎn)               1.力的概念、圖示以及力的作用效果.2.重力的概念及重心的理解.教學(xué)難點(diǎn)         

4、60;     1.力的概念.2.重心的概念和位置.教學(xué)方法：談話法、演示實(shí)驗(yàn)法。教具準(zhǔn)備               多媒體課件，長方形木塊，鋸條，橡皮筋，已知質(zhì)量的鉤碼，重垂線，鉛筆，刻度尺，質(zhì)量均勻的金屬板等.  教學(xué)過程            

5、0;   新課導(dǎo)入【多媒體投影】播放“運(yùn)動(dòng)員踢球、守門員接球、運(yùn)動(dòng)員用頭頂球、人推物體（但沒有推動(dòng)）、火箭發(fā)射、壓縮海綿”等錄像資料.學(xué)生觀察討論，引發(fā)學(xué)生的興趣.教師：通過以上的觀看，大家可以總結(jié)出這幾個(gè)物體的共同點(diǎn)嗎？學(xué)生1：這幾個(gè)物體都在運(yùn)動(dòng).學(xué)生2：不對(duì)，有的在運(yùn)動(dòng)，有的靜止，比如說人推物體時(shí)并沒有推動(dòng)物體.學(xué)生3：海綿的情況和那幾個(gè)物體有所不同，那幾個(gè)物體都是從運(yùn)動(dòng)到靜止或者從靜止到運(yùn)動(dòng)，形狀都沒有發(fā)生變化，但是海綿形狀變化比較明顯.教師：剛才這位同學(xué)觀察得很仔細(xì)，除了海綿之外的其他物體形狀好像沒有發(fā)生變化，或者說它們的變化從圖中觀察不出來.是不是真的沒

6、有發(fā)生變化呢？其他幾個(gè)物體從運(yùn)動(dòng)到靜止或從靜止到運(yùn)動(dòng)，而海綿的形狀發(fā)生了變化，這些都是什么原因造成的呢？學(xué)生：是因?yàn)槲矬w受到了力的作用.新課教學(xué)一、力和力的圖示【演示實(shí)驗(yàn)】演示用手壓鋸條、拉橡皮筋等等，提出問題.教師：類似這些你還能舉出哪些生活實(shí)例？學(xué)生：類似這樣的例子很多，比如小樹在大風(fēng)的作用下的彎曲，直尺在力的作用下的彎曲，繩子在力的作用下的扭轉(zhuǎn)，撐桿跳運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)桿的彎曲，拉伸或壓縮彈簧時(shí)它的形狀發(fā)生了變化.教師：所有這些現(xiàn)象說明了什么？學(xué)生：要使物體形狀發(fā)生變化，就要對(duì)它施加力的作用.教師：物體形狀或體積的變化稱為形變，從剛才幾個(gè)例子我們可以得到怎樣的結(jié)論？學(xué)生：力是使物體發(fā)生形變的原

7、因.教師：這是力的作用效果之一，除了這樣一種作用效果之外，力還有什么樣的作用效果呢？試舉例說明.學(xué)生1：用力推箱子，可以發(fā)現(xiàn)箱子開始運(yùn)動(dòng)了，說明是力的作用使物體從靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)了.可見力可以使物體從靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng).學(xué)生2：汽車停下來，首先要?jiǎng)x車，可見要使物體從運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，需要力的作用.學(xué)生3：飛行在空中的足球，當(dāng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)員用頭頂一下，發(fā)現(xiàn)足球的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了變化，籃球落在地上彈起來.教師：剛才的實(shí)例中要么速度的大小發(fā)生變化，要么速度的方向發(fā)生變化，都使速度發(fā)生了變化，物體速度的變化稱為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，那么我們能不能把上面的事例總結(jié)成一句話呢？學(xué)生：力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因.教師：結(jié)合上

8、面的分析，再加上我們初中所學(xué)的知識(shí)，大家給力下一個(gè)定義.學(xué)生：力是物體對(duì)物體的相互作用，力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因，力是物體發(fā)生形變的原因.教師：當(dāng)我們向東拉一個(gè)物體和向南拉一個(gè)物體時(shí)，同樣大小的力產(chǎn)生的作用效果一樣嗎？學(xué)生：不一樣.教師：所以力是既有大小又有方向的物理量，這樣的物理量叫什么？以前我們所學(xué)的哪幾個(gè)物理量和力具有相同的情況？學(xué)生：這樣既有大小又有方向的物理量稱為矢量，我們?cè)谝郧皩W(xué)習(xí)過的位移、速度、加速度都是矢量.教師：物理量都有自己的單位，力的單位是什么呢？學(xué)生：力的單位是牛頓，簡稱牛，符號(hào)是N.教師：文學(xué)家是這樣描述力的大小的：西楚霸王項(xiàng)羽力大無比：“力撥山兮氣蓋世”，描述文弱

9、書生時(shí)：“手無縛雞之力”，說明力有大小，要想測量力的大小，我們可以用什么工具呢？學(xué)生：實(shí)驗(yàn)室用測力計(jì)（彈簧秤）.教師：要具體描述作用在物體上的一個(gè)力，我們可以采用什么樣的方法?學(xué)生：可以用力的圖示的方法.教師：要想畫力的圖示，需要了解哪幾個(gè)問題?學(xué)生：力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn).教師：下面我們就進(jìn)行一下力的圖示的練習(xí).（多媒體投影例題）【參考例題】如圖1所示，繩對(duì)物體豎直向上的拉力大小為150 N，用力的圖示法表示拉力.圖1解析：畫力的圖示要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行：（1）選定標(biāo)度.（2）從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段長短按選定的標(biāo)度和力的大小畫.線段上加刻度，如圖甲所示從O點(diǎn)豎直向上畫一段

10、3倍于標(biāo)度的線段；（3）在線段終點(diǎn)上加箭頭表示力的方向.為了簡便也可以照?qǐng)D乙那樣不畫物體，而用質(zhì)點(diǎn)來表示物體，畫出力F的圖示.學(xué)生活動(dòng)：做例題中物體受力的圖示.教師：由于高中對(duì)物體經(jīng)常進(jìn)行受力分析，力的圖示畫起來比較麻煩，我們以后會(huì)經(jīng)常畫一種簡化的力的圖示力的示意圖.力的示意圖是在力的圖示的基礎(chǔ)上，不對(duì)力的大小做具體的要求，只畫出力的作用點(diǎn)和方向，表示物體在這個(gè)方向上受到了力。   課堂訓(xùn)練下列關(guān)于力的說法中正確的是（     ）A.射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)的距離，是因?yàn)樽訌楇x開槍口后受到一個(gè)推力作用B.甲用力把

11、乙推倒，說明只是甲對(duì)乙有力的作用，乙對(duì)甲沒有力的作用C.只有有生命或有動(dòng)力的物體才會(huì)施力，無生命或無動(dòng)力的物體只會(huì)受到力D.任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，也是施力物體解析：子彈在槍管內(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)大推力，使子彈離開槍口時(shí)有很大的速度，但子彈離開槍口以后，只受重力和空氣阻力作用，并沒有一個(gè)所謂的推力，因?yàn)椴豢赡苷业竭@個(gè)“推力”的施力物體；故不存在，所以A錯(cuò).物體間力的作用總是相互的，甲推乙的同時(shí)乙也推甲，故說法B錯(cuò).不論物體是否有生命或是否有動(dòng)力，它們受到別的物體作用時(shí)，都會(huì)施力，馬拉車時(shí)，車也拉馬；書向下壓桌子，桌子也向上推書，故C錯(cuò).由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的，找不到一個(gè)孤

12、立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個(gè)物體既是受力物體，又是施力物體，故說法D正確.（投影展示物體下落的幾幅圖象）下落的物體可以有從樹上下落的蘋果、跳高運(yùn)動(dòng)員、飛機(jī)投下救援物資等等.教師：這樣幾個(gè)物體有一個(gè)共同的特點(diǎn)是什么？學(xué)生：它們都落向地球.教師：通過剛才的學(xué)習(xí)，我們知道力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，那么物體的下落是由于什么力作用呢？學(xué)生：是受到重力的作用.二、重力教師：講一個(gè)小故事：一天，牛頓走進(jìn)他母親的后花園讀書，不料，歷史上最著名的一個(gè)蘋果掉下來，砸在他的頭上，引起了他的極大的興趣，為什么蘋果成熟了不向上飛，水平飛，或斜著飛出去，而卻是豎直向下落下來呢？既重力產(chǎn)生的原因是什么？學(xué)生：

13、是由于地球的吸引而使物體受到的力.教師：要研究一個(gè)力，首先要研究這個(gè)力的三要素，重力的三要素應(yīng)該怎樣進(jìn)行研究呢？學(xué)生：重力的大小可以用彈簧秤進(jìn)行測量.教師：同樣一個(gè)物體受重力的大小在地球的不同地方是不同的，根據(jù)公式G=mg，式中的g是我們以前所學(xué)的自由落體加速度，它的大小與物體所處的高度和緯度有關(guān).當(dāng)高度增加時(shí)，g的值減??；當(dāng)緯度增加時(shí)，g的值增大.那么重力的方向是如何的呢？學(xué)生：重力的方向是豎直向下的.教師：重力的方向豎直向下，有哪些應(yīng)用呢？學(xué)生：砌墻時(shí)，用重錘檢查面是否豎直，還可以檢查面是否水平。教師：重力的作用點(diǎn)稱為重心，一個(gè)物體的各個(gè)部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為物體各

14、部分受到的重力作用集中在一個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)叫做物體的重心.物體的重心是如何進(jìn)行確定的呢？學(xué)生1：如果是規(guī)則形狀的物體，物體的重心一定在物體的幾何中心.學(xué)生2：不一定，當(dāng)物體密度分布不均勻時(shí)，即使是規(guī)則形狀的物體，重心也不一定在物體的幾何中心.比如一個(gè)空杯子，逐漸地向里面注入水，它的重心應(yīng)該不斷地變化.所以應(yīng)該說成規(guī)則形狀并且質(zhì)量分布均勻的物體重心是在幾何中心.學(xué)生3：物體的重心不一定在物體上，比如圓環(huán)。教師：物體的重心可以隨物體質(zhì)量分布變化而變化.現(xiàn)在這里有一個(gè)不規(guī)則形狀的薄木板，大家設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來標(biāo)出這塊木板的重心所在. （學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論） 【參考案例

15、】用懸掛法確定薄板的重心這是一種老師們比較熟悉的方法.演示時(shí)可以增加重心在物體之外的情況.例如，如圖2所示的薄板，在用懸掛法確定了物體的重心之后，在板上固定一條細(xì)線ab，再在其重心c處拴上細(xì)線提拉，可使薄板水平平衡.圖2 學(xué)生：可以用懸掛的方法來確定這塊薄木板的重心位置.教師：實(shí)驗(yàn)的原理是什么呢？學(xué)生：根據(jù)物體的拉力和物體的重力平衡，拉力的方向一定是豎直向上，繩子的反向延長線一定通過重心的位置，我們可以改變薄木板的懸掛點(diǎn)，用兩條直線的交點(diǎn)來確定薄木板的重心.教師：根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)方案，大家分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，也可以選擇其他的物體想辦法測出他們的重心，例如我們的直尺、三角板、物理課本、橡

16、皮等等.（學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，尋找薄物體的重心）課堂訓(xùn)練關(guān)于重力的說法，正確的是A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B.只有靜止的物體才受到重力C.同一物體在地球上無論怎樣運(yùn)動(dòng)都受到重力D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的解析：重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的，地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一個(gè)效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)；另一個(gè)效果即另一部分力才是重力，也就是說重力通常只是吸引力的一部分.重力只決定于地球?qū)ξ矬w的作用，而與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，也與物體是否受到其他力的作用無關(guān).答案：CD教師：除了重力之外，自然界還有很多力的作用，它們的類別很多，根據(jù)不同的分類方法有很多方法，這些相互

17、作用都是由四種基本相互作用演變而來，下面我們來看一下這四種基本相互作用.三、四種基本相互作用教師；讓學(xué)生自己閱讀教材第53頁四種基本相互作用，并把自己閱讀的內(nèi)容總結(jié)一下.學(xué)生：這一部分?jǐn)⑹龅氖亲匀唤绲乃姆N基本相互作用，它們分別是萬有引力、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用.教師：它們的基本特點(diǎn)是什么？學(xué)生：萬有引力相互作用存在于一切物體之間，相互作用的強(qiáng)度隨距離的增大而減??；電磁相互作用是存在于電荷之間和磁體之間，它們的本質(zhì)是相同的，稱之為電磁相互作用；強(qiáng)相互作用和弱相互作用存在范圍很小，它們的作用范圍只有1015 m，但是弱相互作用的強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的1012倍。教師：自然界的

18、這四種相互作用是近幾十年才發(fā)現(xiàn)的，許多科學(xué)家都認(rèn)為這四種相互作用是一種相互作用不同的體現(xiàn)形式，也就是說有更為一般的一種相互作用就可以解釋自然界所有的力學(xué)現(xiàn)象了，這里面包括著名科學(xué)家愛因斯坦也支持這種說法，并且在晚年致力于統(tǒng)一場方面的研究但沒有成功.這也給我們同學(xué)們留下了需要研究的問題，希望有一天我們的同學(xué)當(dāng)中有一位能夠解決這個(gè)問題.點(diǎn)評(píng)：通過講解這一部分，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)前沿的了解，積極投身到為科學(xué)而獻(xiàn)身的隊(duì)伍中去.小結(jié)力的概念在初中已經(jīng)有所接觸，但是它的理解仍然是一個(gè)難點(diǎn)，關(guān)鍵是在于力是物體間的相互作用這一問題上，并且兩個(gè)力地位是相同的.重力是在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的一個(gè)概念，對(duì)它的理解主要應(yīng)該

19、放在重心的研究上，知道不同情況下物體重心的位置.自然界四種基本相互作用是新教材新增的內(nèi)容，對(duì)它的理解不必太深，了解這方面的知識(shí)，為將來發(fā)展打下基礎(chǔ).  板書設(shè)計(jì)一、力和力的圖示二、重力三、四種基本相互作用1.力的定義1.大小G=mg1.萬有引力2.力的單位2.方向2.電磁相互作用3.力的圖示和力的示意圖3.重心3.強(qiáng)相互作用和弱相互作用1  重力  基本相互作用 布置作業(yè)1.下列說法中正確的是A.有的物體自己就有力，如爆炸的手榴彈，所以這個(gè)力可以沒有施力物體B.力不能離開物體而存在C.不接觸的物體之間一定沒有力的作用D.有物體存在就一定存在力 2.如果地面上一切物體受到的重力都消失了，則不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是A.江河的水不會(huì)流動(dòng)            &