3.1力重力教學(xué)設(shè)計高一上學(xué)期物理教科版

1．力重力江蘇省蘇州市蘇苑高級中學(xué)劉曉紅★教材分析本節(jié)內(nèi)容具有承接初中物理力學(xué)知識，開啟高中力學(xué)學(xué)習(xí)的作用。其中施力物體與受力物體的分析、力的作用效果、力的三要素、力的圖示法與力的示意圖等內(nèi)容是力學(xué)的基礎(chǔ)性知識。重力是物體受到的最基本的力，對重心知識的學(xué)習(xí)豐富了對重力的認(rèn)識，該過程中所采用的實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)思維方法，是物理研究的基本方法。本節(jié)內(nèi)容主要包括“力”和“重力”兩個主題。與“力”有關(guān)的知識：什么是力？力的作用效果有哪些？力的三要素、力的圖示法與力的示意圖、常見力的名稱。對該部分內(nèi)容，教材通過情景呈現(xiàn)與問題引導(dǎo)的方法，有助于幫助學(xué)生與初中物理所學(xué)知識進(jìn)行銜接，并對力的圖示法進(jìn)行示例講解，有助于學(xué)生掌握作圖的方法。有關(guān)“重力”知識：重力的定義、重力的大?。℅=mg）、方向（豎直向下）、作用點(diǎn)（重心）、重力的測量。教材對“重心”的編排，突出了實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。對于“重力的測量”，教材介紹了實(shí)驗(yàn)室以及日常生活中常用的測量工具，提出了關(guān)于區(qū)分質(zhì)量測量與重量（重力）測量的辨別問題?！飳W(xué)情分析1．心理及思維特點(diǎn)：高一學(xué)生好奇心強(qiáng)，形象思維逐步向邏輯思維發(fā)展。2．知識基礎(chǔ)：初中學(xué)過了力的概念、重力的大小和方向、二力平衡等知識。3．認(rèn)知困難：欠缺精確研究的習(xí)慣，抽象思維能力比較薄弱?！锝虒W(xué)目標(biāo)1．物理觀念。（1）知道力是物體與物體之間的一種相互作用。力對物體的作用效果是可以使物體發(fā)生形變，也可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。力是矢量，其大小、方向、作用點(diǎn)稱為力的三要素。力的圖示和示意圖是用來形象描述力的方法。（2）知道重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。知道重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系：G=mg。知道重力方向是豎直向下的。重心是物體重力的作用點(diǎn)，其位置與物體的形狀和質(zhì)量分布均有關(guān)。重力的大小可以通過彈簧測力計進(jìn)行測量。2．科學(xué)思維。（1）通過具體的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，在討論交流中培養(yǎng)學(xué)生知識關(guān)聯(lián)與知識建構(gòu)的科學(xué)思維習(xí)慣。（2）通過力的圖示法的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的意識和能力。（3）在重心概念的學(xué)習(xí)中，通過實(shí)驗(yàn)尋找重心，分析不同物體重心分布的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析歸納的能力，領(lǐng)會等效替代法、對稱法等科學(xué)思維方法。3．科學(xué)探究。通過對薄板狀物體重心的尋找，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識和能力。4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。通過問題討論、規(guī)范作圖、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。★教學(xué)重點(diǎn)1．力概念的基本知識。2．力的圖示法。3．重心?！锝虒W(xué)難點(diǎn)重心概念的理解。★教法與學(xué)法討論交流、對話教學(xué)、實(shí)驗(yàn)探究?！锝叹邷?zhǔn)備多媒體教學(xué)設(shè)備、自制教具（不同規(guī)格的薄板）等?！锝虒W(xué)過程師：在自然現(xiàn)象和日常生活中，普遍存在著與力有關(guān)的現(xiàn)象。在高中階段，力學(xué)問題將是我們重點(diǎn)研究的核心問題。一、力師：在初中階段，我們對力已經(jīng)有了初步的了解。請仔細(xì)觀察三幅圖片，回答所提問題。生：圖（a）中，跳板發(fā)生了形變，使跳板對運(yùn)動員有作用力；圖（b）中，運(yùn)動員通過刷冰使接觸面更光滑，減小冰壺受到的滑動摩擦力，從而達(dá)到控制其運(yùn)動情況的目的；圖（c）中由于磁鐵對鐵球有吸引力，此力使鐵球偏離了豎直方向。設(shè)計意圖：通過情境設(shè)置，喚醒學(xué)生的力學(xué)前認(rèn)知。師：請圍繞教科書“討論交流”中的四個問題進(jìn)行小組討論，形成結(jié)論后進(jìn)行匯報。生：（1）力是物體對物體的作用；（2）常見的力有：重力、彈力、摩擦力、磁力、壓力、支持力、拉力、動力、阻力、分子間的力、電荷間的力等；（3）力的作用效果是可以使物體發(fā)生形變，也可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；（4）形象表示力的方法：力的圖示法。師：除了這幾個問題之外，你還能從前面的三幅圖中讀出與力有關(guān)的哪些信息？生：力的作用是相互的，有相互作用的兩個物體之間可以不相互接觸。師：接下來我們就一起繼續(xù)深入討論幾個問題。問題1：你認(rèn)為力能離開物體獨(dú)立存在嗎？請分析：圖（a）中使跳板彎曲的力的施力物體和受力物體，圖（b）中影響冰壺運(yùn)動的摩擦力的施力物體和受力物體，圖（c）中使鐵球偏離豎直方向的力的施力物體和受力物體。教師總結(jié)：力不能離開施力物體和受力物體而獨(dú)立存在（力的物質(zhì)性），一個力總是聯(lián)系著兩個物體，施力物體和受力物體同時存在、同時作用（力的相互性），所以說力是物體與物體之間的一種相互作用。問題2：請你分析三幅圖中，對物體產(chǎn)生作用效果的力是該物體施加的力，還是它受到的力？還是兩種情況都有？例如：使跳板發(fā)生形變的力是跳板施加的還是它受到的力？教師總結(jié)：由于使物體形變或改變其運(yùn)動狀態(tài)的力是其受到的力，所以我們在對物體進(jìn)行研究時，關(guān)心的是其受到的力，所以要進(jìn)行受力的分析。板書：1．定義：力是物體與物體之間的相互作用。2．力對物體的作用效果：（1）使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變——速度的改變。（2）使物體發(fā)生形變。問題3：影響力的作用效果的因素有哪些？你能舉例說明嗎？生：力的作用效果與力的大小、方向和作用點(diǎn)都有關(guān)（舉例略）。師：力的大小、方向和作用點(diǎn)稱為力的三要素。在初中，我們學(xué)習(xí)過通過圖示的方法可以形象地表示力。現(xiàn)有一只放在水平地面上的木箱，受到水平方向30N的推力。請一位同學(xué)在黑板上畫出該力的圖示。OOF=30N學(xué)生在黑板上畫出后，教師組織學(xué)生進(jìn)行評價：（1）方向如何體現(xiàn)？（2）作用點(diǎn)如何體現(xiàn)？（3）大小如何表示？師：采用什么方法可以實(shí)現(xiàn)直接從箭頭長度準(zhǔn)確判斷出力的大??？學(xué)生討論，借助地圖上比例尺的做法，畫圖前設(shè)定一個表示力的大小的標(biāo)度，按照這個標(biāo)度來準(zhǔn)確畫出表示力的線段的長度，這樣就能實(shí)現(xiàn)用長度準(zhǔn)確表示力的大小了。教師總結(jié)：力是矢量。我們用一條帶有箭頭的有向線段表示力，線段按照一定的比例（標(biāo)度）畫出，線段長短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾表示力的作用點(diǎn)。這種精準(zhǔn)表示力的方法叫作力的圖示法。板書：3．力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。單位：牛頓（N）。4．力的圖示和示意圖?；顒樱海?）教師板演用力的圖示法畫力。（2）學(xué)生訓(xùn)練：如圖所示，物體A對B的壓力是20N，試畫出這個力的圖示。AABF師：許多情況下，我們并不需要準(zhǔn)確表示力的大小，只需要關(guān)注力的方向，例如在對物體進(jìn)行受力分析的時候，這種情況下用力的示意圖就可以了。例如，一物塊靜止在斜面上，受到的支持力為10N，如圖所示用力的示意圖就可以表示這個力的情況了。F設(shè)計意圖：怎樣表示一個力？這是教學(xué)的重點(diǎn)。學(xué)生初中學(xué)過表示力的方法，課堂上通過教師的提問和學(xué)生的黑板演示，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在認(rèn)知上存在的缺陷。最后，師生共同辨析，進(jìn)一步規(guī)范力的表示方法。問題4：試畫出冰壺向前滑動時受到摩擦力的示意圖，并分析這個力對冰壺運(yùn)動起什么作用。教師總結(jié)：在力學(xué)范圍內(nèi)常見的力有重力、彈力、摩擦力。其中重力為非接觸力，彈力、摩擦力是接觸力。后面的學(xué)習(xí)中我們還會見到拉力、壓力、支持力、阻力等不同名稱的力，實(shí)質(zhì)上，它們是上述三種力在不同作用效果時的另一種稱謂。板書：5．力的命名（1）按照力的性質(zhì)來命名的力：重力、彈力、摩擦力、萬有引力、分子力、電磁力等。（2）按照力的作用效果命名的力：拉力、壓力、支持力、阻力等。介紹幾種生活中的測力工具。板書：6．力的測量：彈簧測力計。二、重力的大小和方向師：為什么熟了的蘋果會落向地面？舉例說明生活中物體下落是一種普遍現(xiàn)象（瀑布、下落的樹葉、投出去的籃球、積滿灰塵的汽車、對高空拋物的警示等）。這些落體現(xiàn)象都與物體受到的重力有關(guān)。初中階段，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過一些關(guān)于重力的知識，圖中是人在測量物體重力時的一幅畫面，下面就先圍繞這幾個問題來討論交流。問題1：什么是重力？問題2：重力的方向如何？問題3：如何測量重力？生：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。師：圖中物體重力的施力物體是誰？如何計算物體的重力？生：地球表面上物體所受到的重力的施力物體都是地球，重力的大小與質(zhì)量成正比：G=mg教師介紹重力加速度g，指導(dǎo)學(xué)生回顧自由落體運(yùn)動加速度的有關(guān)介紹，讓學(xué)生體會在不同區(qū)域重力加速度略有不同，一般情況下，我們?nèi)=9.8N/kg。問題分析：在北京稱105N重的棉花，到赤道上稱仍然是105N，試問棉花是受潮了還是變干了？相差多少千克的水分？（已知赤道的g=9.78N/kg，北京的g=9.80N/kg）師：那么，重力的方向呢？生：重力的方向豎直向下?；顒樱海?）請同學(xué)們畫出教科書圖314中物體受重力的示意圖。（2）畫出物體置于水平面上、斜面上時受到重力的示意圖。板書：1．產(chǎn)生：物體的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。2．大?。篏=mg，通常情況g=9.8m/s2。3．方向：豎直向下?；顒樱赫埬憷靡桓?xì)線和手邊物體，檢測一下你所使用的課桌腿是否處于豎直方向？師：建筑工人在施工時常用什么簡便的方法判斷墻體是否豎直？師：由于重力的方向總是豎直向下，與水平面成垂直關(guān)系，故掛有重物的細(xì)線，靜止時總是沿豎直方向。利用這個特點(diǎn)可以制成重垂線，建筑工人可以用它來檢查墻體是否豎直。設(shè)計意圖：增加實(shí)踐活動環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用的能力。三、重心師：回顧前面所畫的重力示意圖中，畫重力時的這個作用點(diǎn)是什么？生：這是物體的重心，是物體重力的作用點(diǎn)。活動：找重心。師：給你一塊均勻的薄的三角形狀的硬紙板，請你猜猜該三角板的重心大概在哪里，再設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證。生1：猜想重心大概在三角板內(nèi)部中心的位置?？梢杂靡粋€手指支撐在該位置，如果此三角板能保持平衡，說明重心就在該位置。師：你的原理是什么？生1：三角板如果能靜止不動，說明三角板受到重力和手指的支持力是一對平衡力，這兩個力必然處于同一條直線上。師：大家再討論一下，這個方案有沒有漏洞。生2：這個方法只能說明指尖處于過重心的豎直線上，還需要驗(yàn)證出重心就在三角板面上才可以說指尖的位置就是重心處。師：若再給你一根細(xì)線，能不能通過實(shí)驗(yàn)判斷重心是否處于板面上？學(xué)生活動，用如圖所示懸掛法判斷，若細(xì)線靜止時其延長線恰好處于三角板平面內(nèi)，即說明了重心就在板面上。師：能不能采用細(xì)線懸掛的方法，準(zhǔn)確地把三角板的重心找出來？生：用一根細(xì)線在三角板的某個位置懸掛三角板，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，在板面上畫出此時細(xì)線在板面上的延長線，根據(jù)二力平衡知識，重心一定處于這條直線上。接著在三角板另一個位置再用細(xì)線懸掛該板，再在板面上畫出此時細(xì)線在板面上的延長線，重心也一定處于這條直線上。兩條直線的交點(diǎn)就是三角板重心的位置。學(xué)生活動：用二次懸掛的方法找三角板的重心。將該三角紙板剪成兩個不同形狀的紙板，再找一找它們各自的重心。師：大家想一想，三角板的全部重力是不是都集中作用在重心上，其他地方?jīng)]有受到重力？生：不是的，三角板各部分都會受到重力。師：你如何理解物體的重心？生：將物體各部分的重力等效為作用在一點(diǎn)，這個等效作用點(diǎn)就是物體的重心。師：是的。板書：1．定義：重力的等效作用點(diǎn)叫重心。設(shè)計意圖：學(xué)生很難理解重心是將物體各部分的重力等效作用到一起時的位置。教學(xué)中，安排學(xué)生對三角板重心位置進(jìn)行猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，接著再將三角板剪開，繼續(xù)尋找新的重心位置。學(xué)生獲得了對物體及物體不同部分重心的具體認(rèn)識，有助于理解重心的概念。教師出示并介紹不同形狀薄板狀物體的重心位置：質(zhì)量分布均勻的矩形、圓形、不規(guī)則形狀的重心，質(zhì)量分布不均勻的矩形薄板的重心。師：你們有沒有發(fā)現(xiàn)物體的重心位置與哪些因素有關(guān)？生：與形狀和質(zhì)量分布情況都有關(guān)系。質(zhì)量分布均勻的物體，如果具有對稱的幾何形狀，重心處于幾何中心處；質(zhì)量分布不均勻的物體，重心往往偏于較重的部分。思考：圖中裝有貨物的汽車重心處于圖示位置，若將所裝載貨物的擺放方式進(jìn)行如圖所示的更改，汽車的重心會如何變化？教師介紹利用重心的實(shí)例。板書：2．影響重心的因素：質(zhì)量分布和形狀。教師總結(jié)：通過上面的討論分析得出：①質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在物體的幾何中心。②質(zhì)量分布不均勻的