【2020秋備課】高中物理教案新人教版必修1-3.1-重力-基本相互作用

3.1重力基本相互作用一、教材分析

這一節(jié)首先從力的概念入手進行爭辯，“力是物體間的相互作用”這個表達是抽象的，也是教學(xué)中的一個難點，教學(xué)中要從生活中的具體例子動身，說明力是轉(zhuǎn)變物體運動狀態(tài)的緣由，是使物體產(chǎn)生形變的緣由，在此基礎(chǔ)上給出力的定義.對于力的相互性的理解是從施力物體和受力物體的角度來進行定義的，剛開頭分析物體受力時，可以把施力物體找出來以便在分析時不會憑空增加力的個數(shù).力的三要素是對物體進行受力分析時把問題簡潔化的一種方法，也是以后作力的分析草圖時必需用到的一種基本學(xué)問和技能，所以要同學(xué)多加練習(xí)，特殊是對力的示意圖更要加以重視，這是受力分析的基礎(chǔ).重力概念的理解難點在于重心的理解，重心是重力的作用點，但重心的位置與物體的外形和物體的密度分布都有關(guān)系.理解重力可以從演示試驗入手進行，把抽象的問題具體化是解決難點的很好的方法.二、教學(xué)目標(biāo)1、知道重力產(chǎn)生的緣由及其定義。2、知道重力的方向以及重力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，能用重錘線檢驗一條線或一個面是否豎直或水平。3、知道物體重心的含義4、了解力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，生疏力能使物體發(fā)生形變或運動狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變5、知道力的三要素6、了解四種基本相互作用三、教學(xué)重難點重點：1、重力的方向以及重力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系2、力能使物體發(fā)生形變或運動狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變難點：1、力的作用效果與力的大小、方向、作用點三個因素有關(guān)2、重心的概念四、學(xué)情分析

力的概念在學(xué)校已經(jīng)有所接觸，但是它的理解照舊是一個難點，關(guān)鍵是在于力是物體間的相互作用這一問題上，并且兩個力地位是相同的．重力是在學(xué)校已經(jīng)學(xué)習(xí)過的一個概念，對它的理解主要應(yīng)當(dāng)放在重心的爭辯上，知道不同狀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，對它的理解不必太深，了解這方面的學(xué)問，為將來進展打下基礎(chǔ)．五、教學(xué)方法創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入目標(biāo)——自主探究，實踐體驗——表達溝通，總結(jié)歸納六、課前預(yù)備多媒體，長方形木塊，鋸條，橡皮條，已知質(zhì)量的鉤碼，重錘線，鉛筆，刻度尺，質(zhì)量均勻分布的金屬板等。七、課時支配

八、教學(xué)過程（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)懷疑

勻速直線運動，勻速圓周運動，加速直線運動有何區(qū)分？引入物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的含義是什么？同學(xué)閱讀課本P54第一段后答：物體速度（大小、方向）發(fā)生變化物體發(fā)生形變的含義是什么？同學(xué)閱讀課本P54其次段后舉例。（二）情景引入、呈現(xiàn)目標(biāo)同學(xué)們都平常都習(xí)慣這樣說，我們班要數(shù)某某同學(xué)的力氣最大，某某同學(xué)腳部的力氣最強，一腳可以把足球開出五、六十米。這種對力的說法符合物理角度對力的定義嗎？本節(jié)課我們將著手爭辯這個問題，并學(xué)習(xí)幾種簡潔的力學(xué)問題。（三）合作探究、精講點播一、力和力的圖示⑴力的描述：力是物體與物體的作用。（即力產(chǎn)生的條件是兩個或兩個以上的物體發(fā)生作用）⑵力的作用效果：使物體的運動狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變或是物體發(fā)生形變。⑶力的測量工具：測力計（彈簧秤）⑷力的單位：牛頓⑸力的量性：矢量，遵循矢量運算法則⑹力的圖示：按確定比例作出的帶箭頭的線段，線段的長短表示力的大小，箭頭的方向表示力的作用方向，箭頭或箭尾表示力的作用點。二、重力1、重力提問：重力是怎樣產(chǎn)生的？同學(xué)在預(yù)習(xí)后回答：地球上的一切物體都要受到地球的吸引，所以人跳起來總會落在地上，扔出去的東西總要落回地面。提問：有的同學(xué)說物體的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？同學(xué)猜疑：有的說是，有的說不是。老師釋疑：嚴(yán)格地說，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才會學(xué)到這些學(xué)問，現(xiàn)在知道就行了。所以說重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，而不能說地球的吸引力就是物體的重力。由于兩者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。⑴概念：由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，叫做重力。重力就是重量。一個物體受到10N的重力，可以說這個物體的重量是10N。提問：重物受到的重力的施力物體和受力物體各是誰？同學(xué)：施力物體是地球，受力物體是重物。強調(diào)：地球上的任何物體在任何狀態(tài)下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力確定有。？同學(xué)：物體靜止時對彈簧秤的拉力大小等于其重力。試驗：手提彈簧稱及其下掛的鉤碼，測出鉤碼的重力；在豎直方向上用不同的方式運動，觀看彈簧稱示數(shù)及其變化。(引導(dǎo)同學(xué)依據(jù)試驗，并結(jié)合二力平衡學(xué)問得出結(jié)論)⑴重力的大小：重力的大小可以用彈簧秤測出。在靜止的狀況下，物體對豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫?，在?shù)值上等于物體重力的大小。動手試驗：用彈簧秤測量一個鉤碼、兩個鉤碼、三個鉤碼的重力的大小，觀看計算重力G與鉤碼的質(zhì)量m的關(guān)系。同學(xué)馬上得到：G與m成正比。重力大小與物體質(zhì)量關(guān)系：G＝mg（g＝9.8N/kg）強調(diào)：g值在地球的不同位置取值不同，一般狀況下忽視這個差異，可認(rèn)為g值是恒定的。試驗：從靜止釋放的小石塊總是豎直下落，重錘線的方向總是豎直向下。歸納：從靜止釋放的小石塊總是豎直下落，分析重錘線下重物的受力狀況，可知重力的方向豎直向下。⑵重力的方向：總是豎直向下。強調(diào)：豎直向下不能說成垂直向下，豎直向下指的是與水平地面相垂直，不能籠統(tǒng)指垂直方向。3、重心⑴概念物體的各部分都受到重力的作用。從效果上看，可以認(rèn)為物體各部分受到的重力作用集中于一點，或各部分重力的等效作用點，或各部分所受到的重力的合力的作用點，叫物體的重心。通俗點講，重心就是重力的作用點。把物體的全部質(zhì)量集中到一點將不影響爭辯結(jié)果，這就是物理學(xué)的一種等效替代的思想。⑵與重心位置有關(guān)的因素：①與物體的外形有關(guān)；②與物體的質(zhì)量分布有關(guān)。質(zhì)量分布均勻的物體的重心，跟物體的外形有關(guān)。質(zhì)量分布均勻的有規(guī)章外形的物體，其重心在此幾何中心上。同學(xué)們在學(xué)校學(xué)問的基礎(chǔ)上，找出這些質(zhì)量分布均勻的物體的重心（投影分析）質(zhì)量分布均勻的外形不規(guī)章的薄板形物體的重心可用二次懸掛法或查找支點法找到。CCCC老師演示：木圓環(huán)，不規(guī)章外形薄木板的重心。（參照課本中P5的試驗）驗證：用懸掛法確定重心之后，在板上固定一條細線，讓其穿過重心C點，再在其重心C處拴上細繩提拉，驗證薄板可以水平平衡。也可以重心C為支點，讓薄板水平平衡。演示講解：不倒翁的制作就是轉(zhuǎn)變橢圓空腔的重心，增加對重心概念的印象。演示：將一段均勻的直鐵絲，做成直角、四邊形、圓形等不同的外形，用懸掛法查找其重心的位置。歸納：物體的重心可在物體之上，也可在物體之外。物體的穩(wěn)定程度與重心的凹凸及支承面的大小等有關(guān)。簡潔介紹一下不倒翁的原理，讓同學(xué)有一種印象，為以后學(xué)習(xí)平衡的種類奠定基礎(chǔ)。鞏固練習(xí)：用卡車運輸一些有的輕、有的重物體，將這些物體怎樣堆放到卡車上較為合理。(盡量將重的物體放在車的底部，整體的重心較低，行駛較平安)三、基本相互作用引力相互作用是是全部物體之間都存在的一種相互作用。對于通常大小的物體，它們之間的引力格外微弱，常被忽視不計。電磁相互作用包括靜止電荷之間以及運動電荷之間的相互作用。電和磁是親熱相關(guān)的，在一個參考系中觀看到的磁力可以和另一個參考系中的電力聯(lián)系起來，電力和磁力可統(tǒng)一為電磁相互作用。引力和電磁力能在宏觀世界里顯示其作用。這兩種力是長程力，從理論上說，它們的作用范圍是無限的。但是，電磁力要比引力強得多。宏觀物體之間的相互作用，除引力外，全部接觸力都是大量原子、分子之間電磁相互作用的宏觀表現(xiàn)。強相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范圍在原子核尺度內(nèi)。強作用力只在10-15m范圍內(nèi)有顯著作用，弱作用力的作用范圍不超過10-16（四）、反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測

老師組織同學(xué)反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進行當(dāng)堂檢測（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)

1、課后完成課本54頁“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。2、用懸掛法確定外形不規(guī)章物體的重心（硬紙板、衣服掛）九、板書設(shè)計

一、力和力的圖示二、重力1、重力2、重力的大小和方向3、重心三、基本相互作用必修一3.1重力基本相互作用課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)本節(jié)學(xué)習(xí)力的基本學(xué)問：力的概念、力的圖示；重力和重心。介紹了自然界的四種基本作用。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容：1、物體的運動狀態(tài)用來描述，只要物體的變化了，不管是還是轉(zhuǎn)變了，都說這個物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化2、在外界的作用下，物體發(fā)生了變化，就說物體發(fā)生了形變。3、在物理學(xué)學(xué)中，人們把轉(zhuǎn)變物體的，以及產(chǎn)生形變的緣由，即物體之間的，稱為力。力的三要素是。4、力的矢量性：力是，它不但有大小，而且有，力的大小可以用來測量，在國際單位制中，力的單位是，簡稱，符號5、力可以用一根帶箭頭的線段來表示。力的圖示與力的示意圖的區(qū)分在。6、由于地球的吸引而使物體受到的力叫做。物體受到的重力與物體的質(zhì)量的關(guān)系是，其中g(shù)是，重力的方向總是，物體各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的。重心在幾何中心。7、四種基本相互作用：自然界中的四種相互作用是、、、。重力是在地球表面的表現(xiàn)，彈力摩擦力是由引起的。強相互作用力的作用范圍只有約1015三、提出懷疑1、什么緣由使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化、使物體產(chǎn)生形變呢？2、物體間的相互作用是什么？有什么特點？它的單位是什么？3、如何形象地描述力？什么是力的圖示？什么是力的示意圖和力的圖示？4、什么是重力？其方向如何？物體的重力大小與哪些因素有關(guān)？物體的重力與地球?qū)ξ矬w吸引力一樣嗎？5、蘋果為什么向下掉落？何謂物體的重心？6、科學(xué)家想建立一種“統(tǒng)一場“來解決相互作用問題，它們都是哪些相互作用？課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道物體運動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變就是指物體的運動速度轉(zhuǎn)變.2．知道力是、的緣由.3.知道力的圖示是用一帶箭頭有標(biāo)度的線段把抽象的力直觀而形象表示出來的一種處理力的科學(xué)方法，在具體問題中能畫出力的圖示或力的示意圖.4.知道重力是物體由于地球的吸引而產(chǎn)生的，把握重力的大小和方向，知道重力大小的測量方法.5.把握重心的概念,知道重心的位置與哪些因素有關(guān)，會確定質(zhì)量均勻分布且外形規(guī)章的物體重心位置.6.知道四種基本相互作用的概念，了解人們對事物的生疏總是在不斷探究中進展變化.二、學(xué)習(xí)過程任務(wù)一、力和力的圖示閱讀教材p51回答下列問題1、物體運動狀態(tài)轉(zhuǎn)變指的什么？你能舉出例子嗎？如：2、你還能舉出物體發(fā)生形變的例子嗎？如？3、什么緣由可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變、使物體發(fā)生形變呢？4、你能給力下一個定義嗎？5、作用在運動物體上的力，假如力的方向與運動方向相同，將加快物體的運動，假如力的方向與運動方向相反，將阻礙物體的運動，這說明力的方向不同，它的作用效果也不一樣，可見，要把一個力完全表達出來，除了指明力的大小，還要指明力的方向。所以力是矢量我們目前學(xué)習(xí)里哪些矢量？6、力的單位是什么呢?7、要想測量力的大小，我們可以用什么工具呢?8、要具體描述作用在物體上的一個力，我們可以接受什么樣的方法?做一做：如圖所示，繩對物體豎直向上的拉力大小為150N，用力的圖示法表示拉力．任務(wù)二、重力1、重力產(chǎn)生的緣由是什么?2、重力的大小可以用彈簧秤進行測量，可以依據(jù)公式G＝mg計算，（其中的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，g的值；當(dāng)緯度增加時，g的值）。3、重力的方向總是指向哪？4、重力的作用點稱為重心，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中在一個點上，這個點叫做物體的重心．物體的重心位置與什么因素有關(guān)？是如何進行確定的呢?做一做：1、下列說法，正確的是……(D)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．物體的各部分中，只有重心處受重力D．重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的任務(wù)三、四種基本相互作用同學(xué)自己閱讀教材第52頁四種基本相互作用，請把自己閱讀的內(nèi)容總結(jié)一下？三、反思總結(jié)本課的設(shè)計接受了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，同學(xué)預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及同學(xué)學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點等，最終進行當(dāng)堂檢測，課后進行延長拓展，以達到提高課堂效率的目的。四、當(dāng)堂檢測1.物理學(xué)中用一根帶有______的線段來表示力，______的方向表示力的方向，這樣的力的表示法稱為__________；假如線段的長短嚴(yán)格依據(jù)_____來畫，這樣的表示法叫做_______.箭頭，箭頭，力的示意圖；比例，力的圖示2．重心是物體所受___________,物體的重心可以在物體上，也可以_________,重心在物體幾何中心的條件是______________________.重力的作用點，不在物體上，質(zhì)量均勻分布，外形規(guī)章3.在物理學(xué)中我們把_______叫做力.力的三要素是_______、_________、________.地球四周物體受到的重力是由_____產(chǎn)生的,重力的施力物體是_____,重力的方向_____,重力的作用點在_____物體的相互作用大小方向作用點地球地球豎直向下重心4．在公式G=mg中,在地球表面處g=9.8N/kg,在月球表面處g′=1.63N/g.一個質(zhì)量是50kg的人,在地球表面處所受的重力為_____N;他在月球表面處所受的重力為_____N49081.55．請你推斷下列說法正確的是（AD）A．物體受到力的作用，運動狀態(tài)確定轉(zhuǎn)變。B．豎直向上拋出的物體，物體豎直上升，是由于受到一個豎直向上的升力。C．物體只有相互接觸才會產(chǎn)生力的作用。D．同一個物體既可以是施力物體也可以是受力物體。6．下列關(guān)于力的說法正確的是（CD）A．一個力可能有兩個施力物體B．力的三要素相同，作用效果確定相同C．物體受到力的作用，其運動狀態(tài)未必轉(zhuǎn)變D．物體發(fā)生形變時，確定受到力的作用7．關(guān)于力的描述，下面說法正確的是（A）Ａ．作某力的圖示時，若選定的標(biāo)度不同，那么表示這個力的線段的長度就不同，但箭頭的指向是相同的Ｂ．描述力只要用一根帶箭頭的線段表示出力的大小和方向就可以了Ｃ．兩力相同指兩力大小相等即可Ｄ．兩力相同指兩力的大小、方向、施力物體、受力物體都相同，實質(zhì)上指的同一個力8．一個物體受到三個力的作用，它們的圖示如圖3-1-4所示，下面正確的說法是（C）A．這三個力都