2021-2022學年新教材高中物理相互作重力與重心課件魯科版必修第一冊

2021_2022學年新教材高中物理相互作重力與重心課件魯科版必修第一冊目錄課程介紹與目標重力基本概念及性質(zhì)重心概念及計算方法相互作用力與平衡狀態(tài)分析實驗探究：測量物體重心位置知識拓展與應(yīng)用舉例課程總結(jié)與回顧課程介紹與目標01魯科版高中物理必修第一冊本課程主要介紹相互作用中的重力與重心概念，包括重力的產(chǎn)生、大小、方向，重心的定義、位置及影響因素等。教材版本內(nèi)容概述教材版本及內(nèi)容概述01知識與技能掌握重力的基本概念和性質(zhì)，理解重心的定義和位置，能夠運用重力知識解釋自然現(xiàn)象。02過程與方法通過實驗操作、觀察分析、歸納總結(jié)等方法，培養(yǎng)學生的實驗技能和科學探究能力。03情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生尊重科學、實事求是的態(tài)度，認識重力在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強社會責任感。教學目標與要求時間安排本課程建議安排36學時，其中理論教學28學時，實驗教學8學時。具體的時間安排可以根據(jù)學校的實際情況進行調(diào)整。課程安排本課程共分為四個部分，包括重力的基本概念、重心的定義和位置、重力與運動的關(guān)系以及重力在生活中的應(yīng)用。每個部分包含若干個小節(jié)，每個小節(jié)都有相應(yīng)的知識點和練習題。課程安排與時間重力基本概念及性質(zhì)020102重力定義重力是地球或其他天體附近的物體由于受到天體吸引而產(chǎn)生的力。產(chǎn)生原因重力是由于物體之間存在質(zhì)量而產(chǎn)生的相互吸引的力，這種力使得物體朝向地球中心加速。重力定義及產(chǎn)生原因重力大小01重力的大小與物體的質(zhì)量和所處的海拔高度有關(guān)，質(zhì)量越大，重力越大；海拔越高，重力越小。02重力方向重力的方向總是豎直向下，指向地球中心。03重力作用點重力的作用點稱為重心，對于均勻物體，重心位于其幾何中心；對于非均勻物體，重心則需要通過計算確定。重力大小、方向和作用點重力加速度是描述物體在重力作用下加速度的物理量，通常用g表示。重力加速度的大小受到物體所處的海拔高度、緯度和地球形狀等因素的影響。海拔高度越高，重力加速度越小；緯度越高，重力加速度越大；地球形狀的不規(guī)則也會對重力加速度產(chǎn)生影響。重力加速度定義影響因素重力加速度及其影響因素重心概念及計算方法03一個物體各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力集中于一點，這一點叫做物體的重心。重心定義重心是物體所受重力的等效作用點，即重力的作用點。重心的位置取決于物體的形狀和質(zhì)量分布情況。物理意義重心定義及物理意義對于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，其重心在它的幾何中心上。例如，均勻細棒的重心在它的中點，均勻球體的重心在它的球心，均勻長方體的重心在它的對角線的交點。幾何法將物體懸掛起來，靜止時物體的重心在懸線的延長線上，兩次懸掛后兩條懸線的交點即為物體的重心。此方法適用于薄板狀物體。懸掛法規(guī)則物體重心位置確定方法實驗法通過實驗手段確定不規(guī)則物體的重心位置。例如，可以用天平測量物體的質(zhì)量分布，從而計算出重心的位置。計算法對于形狀復(fù)雜、質(zhì)量分布不均勻的物體，可以通過計算來確定其重心的位置。具體方法是將物體分割成若干小塊，分別求出每小塊的重心位置和質(zhì)量，然后根據(jù)重心的定義計算出整個物體的重心位置。不規(guī)則物體重心位置確定方法相互作用力與平衡狀態(tài)分析04兩個物體間相互作用的力，大小相等、方向相反，作用在同一直線上。相互作用力同時產(chǎn)生、同時消失，性質(zhì)相同。相互作用力概念及性質(zhì)性質(zhì)相互作用力條件物體所受合力為零。平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。判斷方法通過受力分析，判斷物體所受合力是否為零。平衡狀態(tài)條件及判斷方法問題描述一懸掛物體在豎直方向上受到重力和拉力的作用，處于平衡狀態(tài)。受力分析物體受到豎直向下的重力和豎直向上的拉力，二力大小相等、方向相反，作用在同一直線上。平衡條件重力與拉力大小相等，物體所受合力為零。結(jié)論懸掛物體在豎直方向上處于平衡狀態(tài)，需要滿足重力與拉力大小相等的條件。實例分析：懸掛物體平衡問題實驗探究：測量物體重心位置05實驗?zāi)康耐ㄟ^測量物體重心位置，了解物體在重力作用下的平衡條件，掌握重心概念及其物理意義。實驗原理重心是物體所受重力的等效作用點，對于均勻物體，重心位于其幾何中心。通過懸掛法或支撐法，可以測量出不規(guī)則物體的重心位置。實驗?zāi)康暮驮韺嶒炂鞑模捍郎y物體、細線、直尺、鉛筆、量角器、天平（可選）等。實驗器材和步驟01實驗步驟02懸掛法031.將細線系于待測物體上，懸掛于空中，使其自由擺動至靜止。實驗器材和步驟3.通過多次懸掛和描點，可以得到重心在物體上的準確位置。2.用鉛筆在物體下方描出細線在物體上的位置，即為重心在物體上的投影。實驗器材和步驟支撐法1.將待測物體放置于支撐物上，調(diào)整支撐物位置，使物體保持平衡。2.用鉛筆在物體下方描出支撐物與物體的接觸點，即為重心在物體上的投影。3.通過多次支撐和描點，可以得到重心在物體上的準確位置。01020304實驗器材和步驟數(shù)據(jù)處理記錄每次實驗得到的重心位置數(shù)據(jù)，并計算其平均值，以減小誤差。對于規(guī)則物體，可以通過計算得到其理論重心位置，并與實驗數(shù)據(jù)進行比較。誤差分析實驗誤差主要來源于細線的粗細、鉛筆描點的精度、支撐物的穩(wěn)定性等因素。為減小誤差，可以采用更細的線、更精確的描點方法以及更穩(wěn)定的支撐物。同時，多次實驗取平均值也可以減小誤差。數(shù)據(jù)處理與誤差分析知識拓展與應(yīng)用舉例06地球?qū)嶋H上是一個略微扁平的橢球體，赤道半徑稍大于極半徑，這種形狀導致重力在赤道附近稍弱于兩極。地球非完美球體由于地球形狀和質(zhì)量分布的不均勻性，重力加速度（g值）在地球表面不同地點和高度上有所變化。重力加速度變化科學家們通過建立地球重力場模型，可以更精確地測量和預(yù)測重力變化，這對于導航、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重要意義。地球重力場模型地球形狀對重力影響微重力環(huán)境指的是在宇宙航行中，由于遠離地球或其他大質(zhì)量天體，物體受到的重力作用非常微弱的環(huán)境。微重力定義在微重力環(huán)境下，許多物理現(xiàn)象和過程與地面環(huán)境下截然不同，如流體行為、燃燒過程、晶體生長等。微重力環(huán)境下物理現(xiàn)象科學家們利用微重力環(huán)境進行各種實驗和研究，以揭示物質(zhì)在極端條件下的性質(zhì)和行為，這對于材料科學、生物醫(yī)學等領(lǐng)域具有重要意義。微重力環(huán)境應(yīng)用宇宙航行中微重力環(huán)境

科技前沿：反重力技術(shù)探索反重力概念反重力技術(shù)是一種理論上可以抵消或克服重力的技術(shù)，通過某種方式產(chǎn)生與重力相反的力，使物體實現(xiàn)懸浮或上升。科技前沿動態(tài)目前，反重力技術(shù)仍處于實驗室研究階段，但近年來在超導抗磁懸浮、聲懸浮等方面取得了一定進展。潛在應(yīng)用領(lǐng)域如果反重力技術(shù)得以實現(xiàn)，將在交通運輸、航空航天、建筑等領(lǐng)域帶來革命性變革，例如實現(xiàn)超高速列車、太空電梯等。課程總結(jié)與回顧07重力的概念重力是地球吸引其表面或附近物體的力，它是萬有引力的一種表現(xiàn)。重力的方向重力的方向總是豎直向下，指向地心。重心一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力集中于一點，這一點叫做物體的重心。重力與重心的關(guān)系物體的重心位置與其形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心在其幾何中心。關(guān)鍵知識點總結(jié)掌握了重力的基本概念和性質(zhì)，能夠解釋生活中的重力現(xiàn)象。學會了如何確定物體的重心位置，并能夠分析重心位置變化對物體穩(wěn)定性的影響。通過實驗探究了重力加速度與物體質(zhì)量、形狀等因素的關(guān)系，加深了對重力本質(zhì)的理解。在學習中遇到了一些困難，但通過請教老師和同學，積極思考和練習，最終克服了這些困難