3.3重力（教學(xué)設(shè)計(jì)）七年級(jí)科學(xué)下冊(cè)（浙教版）

3.3重力（教學(xué)設(shè)計(jì)）年級(jí)七年級(jí)授課時(shí)間課題3.3重力教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念：了解重力及重力產(chǎn)生的原因；了解重力的方向以及重垂線的應(yīng)用；了解重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系；科學(xué)思維：理解重力三要素的具體表示方式，利用數(shù)學(xué)模型解決物理問(wèn)題；探究實(shí)踐：通過(guò)探究了解重力和質(zhì)量的關(guān)系，培養(yǎng)通過(guò)觀察法等進(jìn)行總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的相關(guān)規(guī)律，學(xué)習(xí)知識(shí)遷移法、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)探究法等能力；態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于探究自然現(xiàn)象，物理道理的興趣，提高學(xué)生辯證的分析物理知識(shí)的意識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：重力的概念；重力的方向難點(diǎn)：重力產(chǎn)生的原因；區(qū)分豎直與垂直學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容選自浙教版七下第三章第3節(jié)，本節(jié)主要內(nèi)容主要是重力，重力是初中科學(xué)的重要內(nèi)容之一，此前學(xué)生已學(xué)習(xí)力及力的三要素等相關(guān)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)重力是進(jìn)一步深化和延伸，從知識(shí)上看，重力在力學(xué)學(xué)習(xí)上有著廣泛的應(yīng)用，是后續(xù)受力分析等內(nèi)容的基礎(chǔ)；從思想方法上看，重力與人類生活結(jié)合相當(dāng)緊密，所以掌握好重力的相關(guān)知識(shí)，具有十分重要的意義。本節(jié)內(nèi)容擬用1課時(shí)完成教學(xué)。教學(xué)準(zhǔn)備課件、課本、活動(dòng)器材等教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課導(dǎo)入當(dāng)熟透的蘋果落到地面的時(shí)候，你是否想過(guò)：蘋果為什么會(huì)落向地面，而不是飛向空中？當(dāng)向上拋石塊的時(shí)候，你是否想過(guò)：石塊為什么不會(huì)一直向上運(yùn)動(dòng)，而是要返回地面？新知講授一、重力及其方向拋出的物體落到地上，蘋果下落，水總往地處流等等，由以上事實(shí)可知：地球?qū)χ車囊磺形矬w都有向下吸引的作用。物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。我們進(jìn)一步分析一下重力1.理解重力：（1）重力的施力物體：地球；受力物體：地球表面附近的一切物體；（2）地面附近的一切物體都受到重力的作用；重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但注意重力不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力。（3）重力是非接觸力，如在空中的物體，不論靜止還是運(yùn)動(dòng)所受重力與原來(lái)相同；（4）物體和地球之間的作用是相互的，物體受到地球的吸引力，地球也受到物體的吸引力?；顒?dòng)：1．如圖甲，將小球懸掛在鐵架臺(tái)的橫桿上，待球靜止時(shí)，在圖上畫出球靜止時(shí)細(xì)線的位置。2．如圖乙，將鐵架臺(tái)傾斜一定的角度，在圖上畫出球靜止時(shí)細(xì)線的位置。3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確認(rèn)重力的方向。實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，重力的方向總是豎直向下。2.重力方向的理解（1）重力的方向豎直向下是指垂直于所在地的水平面向下，近似指向地心；（2）重力的方向與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，不管物體是否運(yùn)動(dòng)，怎樣運(yùn)動(dòng)，重力的方向不變。3.重力方向的應(yīng)用重力的方向豎直向下在生活和生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。例如，在建造房屋時(shí)，墻體的豎直性是房屋質(zhì)量的重要指標(biāo)，建筑工人常常利用如圖所示的重垂線檢測(cè)墻體是否豎直，還可以檢驗(yàn)平面是否水平，畫是否掛正等。思考與討論：你能用重垂線做一個(gè)水平儀嗎？在三角板的頂端懸掛一個(gè)重錘，看重垂線是否和水平面垂直，來(lái)檢查被測(cè)平面是否水平。地球吸引物體的每一部分。但是，對(duì)于整個(gè)物體，重力作用的表現(xiàn)就好像它作用在某一個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)叫做物體的重心。4.重心（1）重力在物體上的等效作用點(diǎn)叫重心。常把重力的作用點(diǎn)畫在重心上。（2）重心的位置：①質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體重心在它的幾何中心上。②質(zhì)量分布不均勻的或形狀不規(guī)則的物體可以利用懸掛法來(lái)確定重心。用線將薄板懸掛起來(lái)，在板上作懸線的延長(zhǎng)線，兩次懸掛所作延長(zhǎng)線的交點(diǎn)就是板的重心。重心不一定在物體上，如圓環(huán)的重心在幾何中心，不在圓環(huán)上。重心會(huì)偏向質(zhì)量大的那一側(cè)，質(zhì)量分布改變，重心也會(huì)改變。二、重力的大小試著將身邊的物品放在手中掂掂，你可以感受到不同的物體輕重并不相同。這表明不同的物體受到重力的大小并不相同。接下來(lái)我們探究以下重力大小的相關(guān)因素。1.重力大小影響因素的探究探究：重力大小的相關(guān)因素重力作為一個(gè)力，其大小可以直接用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量。但是，重力的大小跟什么因素有關(guān)呢？一只西瓜要比一只蘋果重，一桶水要比一杯水重。根據(jù)生活中的經(jīng)驗(yàn)，你也許會(huì)作出如下假設(shè)：①重力跟物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，重力越大；②重力跟物體的體積有關(guān)，體積越大，重力越大……采用如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)上述兩個(gè)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)。（1）檢驗(yàn)假設(shè)①：將體積相同的鋁塊和銅塊分別放在天平的兩個(gè)托盤上，銅塊的質(zhì)量較大。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得銅塊受到的重力較大。（2）檢驗(yàn)假設(shè)②：用天平測(cè)得質(zhì)量相同的木塊和銅塊，木塊的體積較大。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得兩者受到的重力相同（填“相同”或“不同”）。以上實(shí)驗(yàn)表明，重力的大小跟物體的質(zhì)量有關(guān)（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”），跟物體的體積無(wú)關(guān)（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。這時(shí)，我們可以提出一個(gè)新的問(wèn)題：重力的大小與質(zhì)量之間究竟存在怎樣的關(guān)系？【提出問(wèn)題】重力的大小與質(zhì)量有什么關(guān)系；【作出假設(shè)】結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，通常物體的質(zhì)量越大時(shí)，我們感覺(jué)它就越沉重，由此可以猜想———質(zhì)量越大，重力越大；【實(shí)驗(yàn)步驟】1．每小組準(zhǔn)備1個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、4個(gè)質(zhì)量均為100克的鉤碼。2．用彈簧測(cè)力計(jì)依次測(cè)出1～4個(gè)鉤碼受到的重力，把測(cè)量結(jié)果記錄在表中。鉤碼數(shù)（只）1234質(zhì)量（千克）0.10.20.30.4重力（牛）0.981.962.943.92重力/質(zhì)量（牛/千克）9.89.89.89.8【數(shù)據(jù)處理和分析】以質(zhì)量為橫坐標(biāo)，重力為縱坐標(biāo)，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系上描點(diǎn)，連接這些點(diǎn)，看看重力和質(zhì)量有什么關(guān)系。分析圖像可知，此圖線是條過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明物體所受重力大小跟它的質(zhì)量成正比，用g表示比值時(shí)，則g=【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。重力和質(zhì)量的比值大約是9.8牛/千克。2.重力的計(jì)算公式如果用G表示物體受到的重力，m表示物體的質(zhì)量，g表示9.8牛/千克，則上述結(jié)論可表示為g=Gm，即g=9.8N/kg的物理意義：質(zhì)量為1千克的物體受到的重力是9.8N。在粗略計(jì)算中，g的值可以取10牛/千克。注意：重力的大小還跟物體所在的緯度和高度有關(guān)。物體在極地受到的重力比在赤道要略大些，在山腳受到的重力比在山頂要略大些。不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一個(gè)物體在地球和月球的質(zhì)量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一?！拘轮喿x】不同星球上的重力跟在地球上一樣，在其他星球上，物體也會(huì)由于星球?qū)λ奈艿搅Φ淖饔?。如果把這些力也叫做重力的話，那么，物體在某星球上受到的重力不僅跟物體的質(zhì)量有關(guān)，還跟該星球的質(zhì)量、半徑等因素有關(guān)。由于不同星球的質(zhì)量和半徑各不相同，所以同一個(gè)物體在不同星球上受到的重力并不相等。下表是質(zhì)量為1千克的物質(zhì)在不同星球上受到的重力。星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星重力（牛）1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00課堂練習(xí)典例1下列關(guān)于重力的說(shuō)法中正確的是（）A.物體只有靜止時(shí)才受重力作用B.自由下落的石塊速度越來(lái)越大，說(shuō)明石塊所受的重力越來(lái)越大C.物體所受的重力是由地球吸引產(chǎn)生的D.同一物體，在地球上受到的重力大小總保持不變，與物體所在的位置無(wú)關(guān)【答案】C【解析】ABC.物體所受的重力是由地球吸引產(chǎn)生的，與物體質(zhì)量和重力加速度有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，物體速度增大、靜止時(shí)，重力不變，故AB錯(cuò)誤，C正確；D.在地球上不同的位置的重力加速度不一定相等，所以質(zhì)量為m的物體受到的重力大小并不是在任何地方都相等，故D錯(cuò)誤。故選C。典例2過(guò)春節(jié)時(shí)貼年畫是我國(guó)的傳統(tǒng)習(xí)俗。在豎首墻壁上貼長(zhǎng)方形年畫時(shí)，可利用重錘線來(lái)檢査年畫是否貼正。如圖所示的年畫的長(zhǎng)邊與垂直線不平行，為了把年畫貼正，則下列操作方法中正確的是（）A.換用質(zhì)量大的重錘B.上下移動(dòng)年華的位置C.調(diào)整年畫，使年畫的長(zhǎng)邊與重垂線平行D.調(diào)整重垂線，使重垂線與年畫的長(zhǎng)邊平行【答案】C【解析】因?yàn)橹亓Φ姆较蚩偸秦Q直向下的，所以，為了把年畫貼正，通常做法是調(diào)整年畫，使年畫的長(zhǎng)邊與重垂線平行，因?yàn)橹亓Ψ较蜇Q直向下，所以年畫的邊長(zhǎng)也豎直向下，此時(shí)年畫就掛正了，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。典例3正在太空中運(yùn)行的我國(guó)首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室“天官二號(hào)”，假設(shè)該實(shí)驗(yàn)室處于完全失重狀態(tài)，則不能完成的是（）A.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力B.讓筆記本懸浮在空中C.用重錘線校正物體是否豎直放置D.用握力棒鍛煉臂力【答案】C【解析】A.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力利用的是彈簧的彈力，太空中彈力是可存在的，故A可以完成，不符合題意；B.太空中是失重狀態(tài)，筆記本懸浮在空中，故B可以完成，不符合題意；C.用重錘線校正物體是否豎直放置利用了重力，但太空中物體完全失重，故C不能完成，符合題意；D.用握力棒鍛煉臂力利用了彈力，太空中彈力是可存在的，故D可以完成，不符合題意；故選C。典例4探測(cè)月壤的力學(xué)性質(zhì)是嫦娥五號(hào)登月的科研任務(wù)之一，2020年12月17日凌晨嫦娥五號(hào)攜帶著月壤樣本成功返回地球。根據(jù)要求回答下列問(wèn)題：（1）列式計(jì)算1千克月壤樣品在地球上所受重力是多少？。（2）科學(xué)家對(duì)月球上重力與質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行了探究，請(qǐng)完成下表。請(qǐng)你根據(jù)上表，可以得出的結(jié)論：。（3）在地球上，用大小為F的拉力使彈簧伸長(zhǎng)ΔL；若在月球上使同一彈簧伸長(zhǎng)ΔL，所需的拉力大小為（選填“大于”“小于”“等于”）F?！敬鸢浮浚?）9.8N；（2）1.6；月球上重力與質(zhì)量比值是一個(gè)定值，為1.6（3）等于【解析】（1）月壤樣品在地球表面所受重力G=mg=lkgx9.8N/kg=9.8N；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，重力和質(zhì)量之比均為1.6N/kg；由此可得結(jié)論：月球上重力與質(zhì)量比值是一個(gè)定值，為1.6；（3）在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量與所受的拉力成正比，這個(gè)規(guī)律與地、月環(huán)境無(wú)關(guān)，所以若在月球上使同一彈簧伸長(zhǎng)ΔL，所需的拉力大小等于F。典例5興趣小組的同學(xué)探究“物體所受重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表：（1）分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是。（2）上表中計(jì)算物體重力與質(zhì)量的比值的目的是。（3）本實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù)的目的是（選填編號(hào)）①為了求平均值，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，減小誤差；②為了尋找普遍規(guī)律?！敬鸢浮浚?）物體所受重力與其質(zhì)量成正比（2）為了得到重力和質(zhì)量的關(guān)系（3）②【解析】（1）由表中數(shù)據(jù)可知，重力與質(zhì)量的比值相等，可以得到物體所受重力與其質(zhì)量成正比。（2）為了得到重力和質(zhì)量的關(guān)系，需要計(jì)算物體重力與質(zhì)量的比值。（3）本實(shí)驗(yàn)需要多次測(cè)量，是為了通過(guò)探究得出重力和質(zhì)量的關(guān)系，使結(jié)論更具普遍性，故②正確。課堂小結(jié)1.重力及其方向（1）概念：地球?qū)χ車囊磺形矬w都有向下吸引的作用。物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。（2）受力物體：地球表面附近的物體；施力物體：地球；（3）方向：重力的方向總是豎直向下，與水平地面垂直指向地心。（在宇宙中觀察指向地球中心）（4）重力方向的應(yīng)用：重垂線檢測(cè)墻體是否豎直、利用水平儀檢查桌面、窗臺(tái)等是否水平等。（5）重心：重力在物體上的等效作用點(diǎn)叫重心。常把重力的作用點(diǎn)畫在重心上。（6）重心的位置：①質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體重心在它的兒何中心上。②質(zhì)量分布不均勻的或形狀不規(guī)則的物體可以利用懸掛法來(lái)確定重心；重心不一定在物體上，如