《重力》教案
作為一位優(yōu)秀的人民教師,很有必要精心設計一份教案,教案有利于教學水平的提高,有助于教研活動的開展。那要怎么寫好教案呢?以下是小編幫大家整理的《重力》教案,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
《重力》教案1
教材分析
本節(jié)課是本章的一個重點內(nèi)容。重力是一種最常見的力,它在力學學習中有廣泛的應用,在對物體進行受力分析時,都必須先研究重力對物體的運動有無影響,因此,重力在力學中處于基礎的地位。本節(jié)課主要通過實驗探究,采用引導發(fā)現(xiàn)、直觀演示、和講解法,使學生了解重力產(chǎn)生的原因;重力的大小和質(zhì)量的關系;重力的方向等知識。
學情分析
八年級的學生正處在青少年時期,具有強烈的好奇心,較強的觀察能力。通過八年級上學期的物理學習,已經(jīng)具備一定的實驗探究能力以及多種物理研究方法。初步了解矛盾對立統(tǒng)一的辯證思維規(guī)律,正處于邏輯思維能力發(fā)展的最佳時期。并且具備了一定的生活體驗,如熟透的蘋果要落向地面等有關事例,但并不明白其中的道理。實施探究式教學模式,進而使學生由對生活現(xiàn)象的初步了解,通過實驗探究,觀察現(xiàn)象邏輯推斷,最后上升為理論認識。有效的鍛煉了學生的邏輯思維能力。
教學目標
1、知識與技能目標:
(1)知道由于地球吸引而使物體受到的力叫重力
(2)知道重力的方向總是豎直向下
(3)理解重力的大小與質(zhì)量成正比,會用彈簧測力計測量物體的重力
4)知道被舉高的物體具有重力勢能
2、過程與方法目標:
(1)通過觀察水往低處流、物體從空中落下、拋向空中的物體最終落回地面等現(xiàn)象,找出它們的共同點,引出重力的概念,培養(yǎng)學養(yǎng)生的觀察、分析能力
(2)經(jīng)歷探究過程得到重力與質(zhì)量的關系G=mg,培養(yǎng)學生的實驗、歸納能力
(3)由實驗感知重力的方向并能運用結論對實際問題做出分析,培養(yǎng)學生分析、概括和應用知識的能力
3、情感態(tài)度與價值觀目標:
通過本節(jié)學習,培養(yǎng)學生用所學知識解決實際問題的學習習慣,增強他們理論聯(lián)系實際的科學意識,激發(fā)起較高的求知欲和探索自然的興趣。
教學重點、難點
1、教學重點:重力的方向和大小
2、教學難點:重力概念的建立
設計思路
通過對實際現(xiàn)象的觀察,在教師引導下進行分析討論,找出其共同原因是地球對物體的吸引作用,從而引出重力概念;指導學生經(jīng)歷重力的大小和方向的探究活動,得出重力大小與質(zhì)量成正比及重力的方向豎直向下的結論;通過聯(lián)系實際,知道重力方向的實際應用;引導學生觀察被舉高物體能對其他物體“工作”,感受重力勢能的存在。
教學工具
1、學生實驗器材:彈簧測力計、鉤碼、橡皮泥、線、小球、鐵架臺。
2、演示器材:重物一個,沙箱一個,小木樁一個。
3、課件:瀑布、跳傘、水力發(fā)電站、打夯機等視頻資料及練習。
4、多媒體教學設備一套:可供實物投影、放像、課件播放等。
教學過程
一、情景引入
觀察教材三幅圖的視頻課件,然后學生再親手操作,觀察重物下落。
師問:這些現(xiàn)象有何共同原因?
學生觀察現(xiàn)象,思考。(小組討論后)回答問題,得出物體都受地球的吸引的共同點。
在學生回答的`基礎上教師引出重力課題
(設計意圖:通過觀察實際現(xiàn)象創(chuàng)設情境加深學生對重物下落原因的認識,激發(fā)學生興趣,引發(fā)求知欲。由于學生日常生活中有很多重力現(xiàn)象的體驗,并且在小學時就知道牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事,因此他們對課件所展示的物理情景是很熟悉的,知道重物的落地是由于重物的吸引,即重力的作用。所以這樣引入新課很自然,體現(xiàn)了物理知識是來源于生活的。)
二、講授新課
1、關于重力
根據(jù)以上分析教師板書重力概念
[板書]:重力:由于地球的吸引而使物體受到的力
強調(diào)指出重力的產(chǎn)生是由于地球的吸引,物體受到的重力也叫物重,物重可用彈簧測力計測量。
師問:如何測出物重?
學生回答:將物體掛在彈簧測力計下,讀出示數(shù)
[做一做]:(學生分組活動,測出重物的重力。教師可強調(diào)測力計要豎直,至于為什么,告訴學生與下面要學習的重力方向有關。)
[交流與合作]:讓學生將測得的數(shù)據(jù)進行交流。
。ㄔO計意圖:讓學生自行復習彈簧測力計的使用并測量物重,同時感知重力的方向。提高學生的觀察能力和動手能力。加深對重力概念的理解)
2、探究物體所受重力大小與質(zhì)量的關系
(1)提出問題
師問:物體所受重力的大小與質(zhì)量有什么關系?
學生進行猜想。
猜想1:可能與物體的質(zhì)量有關
猜想2:可能與物體的質(zhì)量無關
。2)設計實驗
學生分組進行實驗設計,教師巡回指導,指導學生對實驗方案進一步修正。
。3)進行實驗、收集證據(jù)、得出結論
先用彈簧秤分別稱出質(zhì)量為100克、200克、300克的鉤碼分別受到的重力,填入自己設計的表格,然后算出每次測得的重力跟質(zhì)量的比值,使學生自己“發(fā)現(xiàn)”,在誤差允許的范圍內(nèi),物體的重力跟質(zhì)量成正比,其比值是一個定值為9.8牛/千克,由板書結論:物體所受重力的大小與形狀無關,與它的質(zhì)量成正比。
。4)交流與評價
讓學生學會總結實驗結果,并加強相互交流,相互改進。并對學生的探究結果給予一定的評價。
[板書]:重力與質(zhì)量的關系式:G=mg(g=9.8N/Kg)
。ㄔO計意圖:利用學生探究來完成這部分知識的教學,好處有兩個:一是使學生有機會參與課堂教學,自主地進行物理規(guī)律的探究,體現(xiàn)自主性原則;二是再次練習使用彈簧秤測量力的大小,提高學生的動手能力)
3、重力的方向
[演示實驗]:用細線把物體懸掛起來,靜止時讓學生觀察線的方向是否是豎直方向。然后剪斷細線,同時讓學生觀察:物體在重力作用下沿什么方向下落?
。ㄟ@樣又一次讓學生自己去“發(fā)現(xiàn)”:重力的方向是豎直向下的。)
[歸納]:重力的方向豎直向下。
[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。
[練一練]:(出示課件)請畫出下列物體所受的重力的方向:
1)空中飛行的飛機
2)正在爬坡的汽車
。▽W生板演完成)
[應用]:重垂線
[做一做]:如何用重垂線來檢查桌面是否水平?
。▽W生分組動手探究,加深對重力方向的理解。教師
巡回指導。并要求學生課后去檢查教室的墻角是否豎直,窗臺是否水平?)
(設計意圖:這一部分的教學,充分體現(xiàn)了學生為主體的教學理念,遵循了由易到難,層層深入的方法,讓學生通過觀察自己去發(fā)現(xiàn)重力的方向,再通過練習和應用加深對知識的理解。)
4、重力勢能
[課件演示]:從大壩流下的水發(fā)電和正在工作的打夯機。
師問:請大家觀察課件,從大壩流下的水和正在工作的打夯機都具有一個怎樣的共同特點?
學生們展開豐富的聯(lián)想討論、交流,從中歸納出被舉高的物體具有能量,即重力勢能。
[歸納]:被舉高的物體具有能量。物理上把這種能量叫重力勢能。
。ㄔO計意圖:通過生活中的事例展示,讓學生聯(lián)系生活,從中歸納出知識,也體現(xiàn)了“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本理念。)
教學反思
在教學過程中,加強學法指導是當前教學方法改革的一個重要課題。在課題引入中,以眾多的事例、圖景創(chuàng)設學習情景,勇于激發(fā)學生興趣、點燃思維火花,使學生以積極態(tài)度投入到教學活動中。在重力方向教學中,設置實驗情境,讓學生在一個和諧、科學的氛圍中感受重力的方向總是豎直向下,在課堂中構建了“變教為誘”,“以誘達思”的教學意場。使教與學和諧一致,激發(fā)學習動機,從而有效的提高教學效果。本節(jié)課重點是指導學生如何主動去觀察思考、動手實驗,初步掌握研究常見力的方法。由于八年級學生剛接觸到力,對利用力的知識來研究常見力,所以本節(jié)課根據(jù)循序漸進的教學原則完成教學,并獲得了成功。通過實驗探究,鍛煉了學生的動手實驗能力,提高了綜合思維能力。
《重力》教案2
【教材分析】
本節(jié)設計的基本思路是:“重力加速度的測量”這個課題結合高一學生已經(jīng)積累的物理知識,啟發(fā)他們利用運動學、力學等知識來設計實驗方案驗證答案。在研究過程中,教師鼓勵學生充分發(fā)揮設計、動手實驗和處理數(shù)據(jù)的能力,給予學生合作、交流和表達的鍛煉機會。
【教學目標與核心素養(yǎng)】
【物理觀念】知道實驗原理,會對實驗結果進行數(shù)據(jù)處理,并清楚實驗中的誤差來源。
【科學思維】用科學的方法對實驗驗數(shù)據(jù)進行處理、分析、誤差原因分析。理清思路,用簡練、易懂的語言表述研究成果。
【科學探究】小組成員協(xié)作完成實驗報告,共同體驗合作探究學習的形式與意義。
【科學態(tài)度與責任】各組間相互評價,給出合理的完善建議。
【教學重點與難點】
【教學重點】實驗設計思路、實驗原理及實驗過程中的注意事項。
【教學難點】用兩種方法進行數(shù)據(jù)處理及實驗誤差分析。
【教學過程】
1、【引入新課】
測量重力加速度的物理意義
了解地球表面重力加速度的分布,對地球物理學、航空航天技術及大地測量等領域有十分重要的意義。為此,就需要了解測量重力加速度的方法。
實驗思路
惠更斯在推導出單擺的周期公式后,用一個單擺測出了巴黎的重力加速度。我們也可以采用同樣的辦法,測量所在地區(qū)的重力加速度數(shù)值。當擺角較小時,單擺做簡諧運動,根據(jù)其周期公式可得
想一想,要根據(jù)上式測量重力加速度,需要測量哪些物理量?應該如何設計實驗裝置、選擇實驗器材?怎樣才能減小實驗誤差?
惠更斯
二、【進行新課】
探究點一、實驗目的和原理
目的 利用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣?/p>
原理 當單擺擺角很小(小于5°)時,可看做簡諧運動,其固有周期為T=2π,由公式可得g=,只要測出擺長l和振動周期T,即可算出重力加速度g
探究點二、實驗裝置
實驗裝置
思考與討論:
1.線有粗細、長短的不同,伸縮性也有區(qū)別。不同的小球,質(zhì)量和體積有差異。想一想,應如何選擇擺線和擺球?為什么?
2.右圖畫出了細線上端的兩種不同的懸掛方式。應該選用哪種方式?為什么?你還有更好的設計嗎?
細線上端的兩種懸掛方式
探究點三、物理量的測量
實驗步驟:
1.做單擺
(1)讓線的一端穿過小球的小孔,然后打一個比小孔稍大一些的結,制成一個單擺。
(2)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上并把鐵架臺放在實驗桌邊,使鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自由下垂,在單擺平衡位置處作上標記。
2.測擺長
用米尺量出從懸點到小球上端的懸線長l0,再用游標卡尺測量出擺球的直徑d,則擺長l=l0+。
測擺球的直徑
測擺線長度
3.測周期
將單擺從平衡位置拉開一個小角度(擺角小于5°),然后釋放擺球讓單擺在豎直平面內(nèi)擺動。當單擺擺動穩(wěn)定后,過平衡位置時開始計時,測量30~50次全振動的時間。計算出完成一次全振動的時間,即為單擺的振動周期T。
4.改變擺長重測周期
將單擺的擺長變短或變長,重復實驗三次,測出相應的擺長l和周期T。
秒表測單擺的周期
探究點四、數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)處理:
平均值法
每改變一次擺長,將相應的l和T代入公式中求出g值,最后求出g的平均值。設計如表所示實驗表格
圖像法
由T=2π得T2=l作出T2-l圖像,即以T2為縱軸,以l為橫軸。其斜率k=,由圖像的斜率即可求出重力加速度g。
注意事項
(1)實驗時,擺線長度要遠大于擺球直徑,且擺線無明顯伸縮性,另外擺球要選取密度大且質(zhì)量分布均勻的鋼球。
(2)單擺擺球應在堅直平面內(nèi)擺動,且擺角應小于5°。
(3)測擺長l時,應為懸點到球重心的距離,球質(zhì)量分布均勻時等于擺線長加上小球半徑。
(4)應從擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時,以擺球從同一方向通過平衡位置時計數(shù)。
(5)適當增加全振動的測量次數(shù),以減小測量周期的誤差,一般30~50次即可。
誤差分析
(1)測擺長l時只測量出細線長,沒有加上小球的半徑,使得所測擺長偏小,g的側量值偏小。
(2)測擺動周期時,將N次全振動誤記為N+1次全振動,使所測周期偏小,g的側量值偏大。
(3)實驗時,擺角較大,使得擺動實際周期與有偏差。
探究點五、拓展知識
單擺實驗中的位移—時間圖
各地重力加速度
課堂重點知識小結
數(shù)據(jù)處理與分析
(1)數(shù)據(jù)處理
①公式法:,算出重力加速度g的值,再算出g的平均值。
、趫D象法:作出l T2圖象求g值。
誤差分析
隨堂練習
例1:在“用單擺測定重力加速度”的'實驗中:
(1)小博同學制作了如圖所示的甲、乙、丙三個單擺,你認為他應選用________圖來做實驗。
(2)實驗過程小博同學分別用了圖a、b的兩種不同方式懸掛小球,你認為________(選填“a”或“b”)懸掛方式較好。
(3)某同學用秒表測得單擺完成40次全振動的時間如圖丁所示,則單擺的周期為________s。
(4)若單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為T=T0[1+asin2 ],式中T0為擺角趨近于0時的周期,a為常數(shù);為了用圖像法驗證該關系式,需要測量的物理量有____________;某同學在實驗中得到了如圖戊所示的圖線,則圖線的斜率表示______________。
【答案】(1)乙 (2)b (3)1.89 (4)T(或t、n)、θ
【解析】(1)單擺在擺動過程中,阻力要盡量小甚至忽略不計,所以擺球選鐵球;懸
線要細、無彈性,擺長不能過小,一般取1 m左右的細線。故選乙。
(2)如果選a裝置,擺動過程中,擺長在不斷變化,無法準確測量,故選b裝置。
(3)由圖丁可知,單擺完成40次全振動的時間是75.6 s,所以單擺的周期為:T= s=1.89 s。
(4)根據(jù)T=T0[1+asin2]可知,需要測量的物理量有T(或t、n)、θ,由T=T0[1+asin2]得,sin2=( )T-,所以圖線的斜率為。
例2:某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校?/p>
(1)用游標卡尺測定擺球的直徑,測量結果如圖所示,則該擺球的直徑為________cm。
(2)測得擺線長為89.2 cm,然后用秒表記錄了單擺振動30次全振動所用的時間如圖甲中秒表所示,則該單擺的擺長為________cm,秒表所示讀數(shù)為________s。
(3)為了提高實驗精度,在實驗中可改變幾次擺長l,測出相應的周期T,從而得出一組對應的l與T的數(shù)值,再以l為橫坐標,T2為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖乙所示,則測得的重力加速度g=________m/s2。(π取3.14,計算結果保留三位有效數(shù)字)
【答案】(1)0.97 (2) 89.685 57.0 (3)9.86
【解析】(1)主尺示數(shù)為9 mm,游標尺示數(shù)為0.1×7 mm=0.7 mm,故小球的直徑為9.7 mm,即0.97 cm。
(2)單擺擺長為繩長加小球半徑,因此擺長為89.2 cm+0.485 cm=89.685 cm;秒表不需要估讀,由圖可知示數(shù)為57.0 s。
(3)由單擺周期公式可得T2=l,斜率為=4,解得g=9.86 m/s2。
《重力》教案3
一、教學目標
1.知識與技能
(1)知道重力是如何產(chǎn)生的。
(2)知道重力的大小和方向。
2.過程與方法
(1)探究了解重力和質(zhì)量的關系。培養(yǎng)一定的實驗能力,利用數(shù)學模型解決物理問題的能力。
(2)了解重垂線及重心的應用,培養(yǎng)應用物理知識解釋簡單生活現(xiàn)象的能力。
3.情感態(tài)度價值觀
(1)了解生活實際中物理知識的應用,增強學習物理、學習科學知識的興趣。
(2)激發(fā)學生對于科學探究的興趣,養(yǎng)成與同學合作交流的意識,體驗利用知識解決問題的喜悅,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
二、教學重難點
1.教學重點:重力的概念及重力與質(zhì)量的關系。
2.教學難點:重力的方向,觀察分析明確重力的方向是豎直向下的,理解重心的概念。
三、教學準備:
鉤碼、彈簧測力計、重垂線、粗細均勻的木棒、方形薄板、木球、投影儀。
四、教學過程:
(一)導入
教師進行如下演示:
(1)將一只木球舉到一定的高度讓其自由落下。
(2)把一只木球斜向上拋出,觀察其運動路線。
(3)讓一只木球在講臺上沿直線運動,滾到講臺邊后落向地面,觀察其運動路線。
在演示的幾種情況中,球的運動有什么共同之處呢?不論小球的運動狀態(tài)如何。它最終都落回了地面。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是什么呢?球運動過程中運動狀態(tài)的改變是因為受到了力的作用,球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。這節(jié)課我們就一起來研究這個指向地面的力——重力的知識。
(二)新課講授
1.重力的概念
A.請同學們用一根細線拴住自己的橡皮,做如書中圖所示的實驗,說說你的感受。
B.同學們是不是發(fā)現(xiàn)橡皮做圓周運動時需要用力拉著,松開手就會被甩掉。那為什么并沒有用繩把月亮拴在地球上,但是月亮總是不停地繞著地球旋轉,這又是為什么?是不是地球上有某種力,像拉著橡皮的線一樣,在牽著月球呢?
[投影]蘋果落地和萬有引力。
引出萬有引力的概念:地球和月亮之間存在著相互吸引的力,這就是萬有引力(universal gravity),萬有引力是偉大的物理學家牛頓發(fā)現(xiàn)的,他是看到蘋果落地受到啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)了萬有引力。地面附近的物體也會受到地球的吸引,地面附近的物體由于地球的吸引而受到的力叫重力(gravity)。通常還把重力的大小叫做重量。
C.想一想、你還看到過什么現(xiàn)像是物體受到重力的作用而產(chǎn)生的。比如現(xiàn)在流行的蹦極、美麗的瀑布、蕩秋千等,還有課前的實驗,木球無論怎樣運動都最終落到地面,就是受到了重力的作用。
2.重力的.大小
A.復習:同學們還記得力的三要素嗎?力的三要素是力的大小、方向、作用點。我們就先來研究重力的大小怎樣確定,它和什么因素有關呢?
B.思考并實驗:同學們可以先大膽猜想一下物體的重力和什么有關?然后可以參考教材中的提示,用實驗驗證自己的想法,然后交流實驗的情況。
誰知道重力用什么測量?怎樣測量?用彈簧測力計來測量重力。使用彈簧測力計時要先觀察量程和分度值,如果指標沒有指零還要先進行調(diào)零,然后將被測物體掛在彈簧測力計下方,物體靜止時,根據(jù)指針的位置讀出指示的值即為被測物體的重力。學生實驗,教師巡視指導,并參與學生的活動。
根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的重力與質(zhì)量關系的圖像是一條過原點的直線。
根據(jù)實驗結果,我們知道每一次測出的重力與其對應質(zhì)量的比值基本上是一個不變的值,這個比值大約是9.8。實驗結果說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。我們用G表示重力,g表示重力和質(zhì)量的比值,同學們實驗的結論就可以用一個公式表示。請大家自己表示出來,并想一想單位是什么。
g的單位可根據(jù)重力G(N)和質(zhì)量m(kg)的單位得出:g=9.8 N/kg。在使用公式計算時,質(zhì)量(m)的單位必須用kg。重力(G)的單位必須用N。粗略計算時,g的值可取10 N/kg。
(三)鞏固練習
1.一塊鋼錠的品質(zhì)是4t,計算它所受到的重力。
=4×1000kg×9.8 N/kg=39200N
注意:質(zhì)量的單位必須用kg。
2.質(zhì)量是50g的雞蛋,重是多少牛(取g=10 N/kg)?
=50÷1000kg×10 N/kg=0.5N
注意:質(zhì)量的單位必須用kg。
3.根據(jù)自己的體重,估算受到的重力的大小。
通常把重力的大小叫做重量。但是在日常生活中,人們習慣將質(zhì)量稱為重量,同學們應注意區(qū)別。
(四)小結
讓學生總結本節(jié)學習到了哪些知識。
1.地面附近的物體,由于受到地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物體是地球。
2.重力是一種常見的力,重力的大小跟物體的質(zhì)量到底是什么關系,我們可以實驗來研究一下。重力和質(zhì)量的關系曲線圖做出來。
我們研究發(fā)現(xiàn),重力和質(zhì)量成正比,用來計算大小,g=9.8 N/kg重力的方向是豎直向下的,重力的作用點叫重心。
(五)作業(yè):
找出身邊的重力現(xiàn)象,并使用所學知識嘗試出三道題。
《重力》教案4
一、教學目標:
(一)知識與技能
1.理解重力勢能的概念,強調(diào)“勢”的含義,會用重力勢能的定義進行計算。
2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系,知道重力做功與路徑無關。
3.知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
。ǘ┻^程與方法
用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系,親身感受知識的建立過程。
。ㄈ┣楦、態(tài)度與價值觀
滲透從對生活中有關物理現(xiàn)象的觀察,得到物理結論的方法,激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣。
二、教學重難點:
1.教學重點:重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。
2.教學難點:重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
三、教學過程:
(一)新課引入
我們在追尋守恒量一節(jié)中找到了一個不變的量,并把它叫作能量。對于能量是如何來定義或是量度的呢?我們物理學中是通過功能關系來定義,并規(guī)定:功是能量轉化的量度。實際上,物體做功的.過程就是能量轉化的過程。比如:把一個質(zhì)量為m的物塊舉高,物塊要克服重力做功的過程中,同時伴隨著它的重力勢能也在變化。這節(jié)課,我們就從重力做功的角度來定量地研究重力勢能的表達式。[板書:重力勢能]
(二)新課教學
1.重力做的功[板書]
提問1:前面我們提到恒力做功(除摩擦力外)有什么特點?如1,小球在力F作用下由A點運動到B點過程中,力F做功怎么求?
(學生)答:恒力做功與物體運動的路徑無關,只與初末位置有關。力F做的功為:。
總結:對于給定的物體,其重力所做的功應該也有這個特點。
。1)重力做功的特點:
重力對物體做的功只跟它的起點和終點的位置有關,與物體運動的路徑無關。[板書]
提問2:怎么來證明呢?(讓學生看書思考一下)
教師提示:如2所示,物體由A點沿三條不同的路徑運動到B點的過程中,重力做的功為多少?(這里用到了微元思想)
總結:在這個過程中,重力所做的功都為:,得證重力做功與其運動路徑無關,只與初末位置有關。
擴展:對于今后凡是碰到哪個力做功與路徑無關,我們都可以引入一個相應的勢能概念。
。2)重力做功的表達式:。
提問3:回過來看一看,既然功是能量轉化的量度,表達式的右邊表示的是什么?
總結:表示的能量之差,、就應該是物體在初末位置所對應的能量。也就是說就是我們尋找的重力勢能的表達式。
2.重力勢能[板書]
(1)定義:物體所受的重力與其所處的高度的乘積。
(2)表達式:。
。3)理解:①狀態(tài)量,②標量,③單位:焦耳(J)。
。4)特點:
、倬哂邢鄬π浴R蚋叨萮具有相對性,重力勢能也具有相對性。
提問4:對于講桌上的粉筆盒,它所處的高度是多少?(等待學生思考)
要確定高度就必須先確定一個參考平面。我們把所選的參考平面認為勢能為零。物體處在零勢能面之上,就認為勢能為正;處在零勢能面之下,就認為勢能為負。
提問5:物體大小形狀不能忽略時,它距參考平面的高度怎么來確定?(等待學生思考)
物體大小形狀不能忽略時,它距參考平面的高度應是物體重心到參考面的高度。如3所示。
②重力勢能有正負,正負表示大小。
、劬哂邢到y(tǒng)性。物體的重力是地球施加的,如果沒有地球,就不可能受到重力作用。重力勢能應該歸物體和地球所共有的。
例1 如4所示,質(zhì)量m=0.5kg的小球,從桌面以上高h1=1.2m的A點下落到地面的B點,桌面高h2=0.8m。
。1)在表格中的空白處按要求填入數(shù)據(jù)。
所選擇的的參考平面
小球在A點的重力勢能
小球在B點的重力勢能
整個過程中小球重力做的功
整個下落過程中小球重力勢能的變化
桌面
地面
(2)如果下落時有空氣阻力,表格中的數(shù)據(jù)是否會改變?
3.重力勢能與重力做功的關系[板書]
上面重力做功的表達式就可以寫成:。
討論:當重力做正功時,重力勢能就要減小,即。當重力做負功時,重力勢能就要增加,即。
重力勢能的變化定義為:。(與參考面的選取無關。)
提問6:我們發(fā)現(xiàn)例1中,整個過程中小球重力做的功與整個下落過程中小球重力勢能的變化成什么關系?
總結:重力勢能的變化與重力做功的關系:。
例2 質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L,開始放在光滑的水平桌面上時,有的長度懸在桌面邊緣,如5所示,松手后,鏈條滑離桌面,問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少?
四、課堂小結:
1.重力做功的特點:與路徑無關,只與起點和終點的高度差有關。
2.重力勢能:。
3.重力勢能具有相對性與系統(tǒng)性,具有正負且表示大小。
4.重力做功與重力勢能變化的關系:。
五、作業(yè)布置:
課本66頁問題與練習第2、4題。
《重力》教案5
【課 題】
【教 材】人教版九年級《物理》第十三章第二節(jié)《重力》教材
【授課教師】徐澤心
【教學對象】九年級學生
【學情分析】
1.認知特征:熱愛物理,思維敏捷。
2.背景知識:知道什么是力,對重力有感性的認知。
【教學目標】
1.知識與技能:
(1) 通過觀察分析日常生活的現(xiàn)象,知道重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,培養(yǎng)學生觀察、思維、聯(lián)系生活實際等能力;
(2) 知道重力的方向、重心,并學會找規(guī)則物體的重心;
(3) 通過實驗探 究,理解重力與質(zhì)量的正比關系,有初步的.信息處理能力和初步的分析概括能力;
(4) 能用公式 G = mg 計算有關的問題。
2.過程與方法:
( 1) 通過參與探究活動,讓學生學會制定簡單的科學探究計劃,能利用表格的形式收集實驗數(shù)據(jù);
(2) 通過分析實驗數(shù)據(jù),讓學生學會用比值處理數(shù)據(jù)的方法。
3.情感態(tài)度與價值觀:
(1) 通過觀察和實驗,使學生樹立以觀察和實驗的方法來研究物理問 題的思想;
(2) 通過聯(lián)系生活實際,使學生體會到物理知識在生活中的價值;
(3) 通過物理知識與自然、生活現(xiàn)象的關系,使學生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學原理。
【教學重點】
重力的大小、方向和作用點。
【教學難點】
理解重力的方向和作用點
【教法學法】
1. 教學方法:老師引導,讓學生思考,討論,老師總結,中途進行必要的實驗論證。
2. 學習方法:積極配合老師,努力思考理解內(nèi)容慨念,進行交流學習,自主學習。
【教學資源】人教版課本,重力ppt課件。
【授課時間】
【教學流程】新課引入重力定義,重力的大。禾骄恐亓εc質(zhì)量的關系,重力的方向,重力的作用點——重心,發(fā)展空間,課堂小結 ,課堂練習
【教學過程】
2
3
4
【板書設計】 板書設計:
1、重力(G):因地球的吸引而使物體受到的力 2、重力方向:豎直向下 應用:重垂線
《重力》教案6
教學目標
一、知識與技能
1.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義進行計算。
2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系,知道重力做功與路徑無關。
3.知道重力勢能的相對性。
二、過程與方法
用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系,親身感受知識的建立過程。
三、情感、態(tài)度與價值觀
滲透從對生活中有關物理現(xiàn)象的觀察,得到物理結論的方法,激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣。
教學重點
重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。
教學難點
重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。
教具
鐵球、多媒體、課件等。
教學過程
一、導入新課
20xx年9月21日上午,俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩,造成至少100人失蹤,如左圖所示。
右圖是美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前,一顆直徑約為30—50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結果。據(jù)說,坑中可以安放下20個足球場,四周的看臺則能容納200多萬觀眾。
參考問題:1.我們看到一個冰天雪地、廣袤無垠的銀色世界,它帶給人們的是圣潔、平和、寧靜的感受,一種心靈的洗滌。但是一旦大量積雪從高處滑下形成雪崩,一面面白茫茫的雪墻排山倒海而來,你將感受到大雪崩所帶來最令人驚心動魄的白色恐懼,將對人們的生命與財產(chǎn)帶來災難……為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力?發(fā)生的雪崩為什么具有這么大的能量?
2.通過美國內(nèi)華達州亞利桑那的隕石坑現(xiàn)象,你能說出這么大的能量與哪些因素有關?
二、新課教學
(一)重力的功
教師:重力做功與什么因素有關呢?我們現(xiàn)在就通過幾個例子來探究一下。
(多媒體投影教材上的圖7.4-1、圖7.4-2、圖7.4-3,讓學生獨立推導這幾種情況下重力做的功)
教師:比較容易做的是哪一個問題?
學生:第一個和第二個問題。
教師:為什么這兩個問題容易研究呢?
學生:因為這兩個問題中物體運動的路徑是直線,所以在研究重力做功的問題上比較容易研究。
教師:那么這兩個問題的答案是什么呢?
學生:第一個問題中WG=mgh=mghl-mgh2,第二個問題中WG=mglcosθ=mgh=mgh1-mgh2,和第一個問題中所求出的答案相同。
教師:我們大膽猜想一下,第三個圖中重力做的功和前兩個是否相等呢?
學生:可能是相等的。
教師:我們來驗證一下我們的猜想,第三個圖的困難在哪里?
學生:力做功的路徑是曲線。
教師:我們怎樣突破這個難點呢?曲線問題不容易解決,我們可以把這一條曲線看作由很多小的直線組成,這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個過程中重力做的總功。在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同。
教師:我們可以得到什么樣的結論?
學生:重力做功與路徑無關,與物體的初末位置有關,具體的表達式是WG=mgh1-mgh2,其中hl和h2表示物體所處位置的高度,可見物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。
教師總結并板書:物體運動時,重力對它做的功只跟它的起點和終點位置有關,而跟物體運動的路徑無關。
練習:
1.如圖所示,某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h的A點滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的,軌道3是粗糙的,則()。
A.沿軌道1滑下重力做功多
B.沿軌道2滑下重力做功多
C.沿軌道3滑下重力做功多
D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多
答案:D
2.如圖所示,一個質(zhì)量為m的木塊,以初速度v0沖上傾角為θ的固定斜面,沿斜面上升l的距離后又返回運動。若木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,求:
。1)木塊上升過程克服重力做功的平均功率;木塊的重力勢能變化了多少?
。2)木塊從開始運動到返回到出發(fā)點的過程中,滑動摩擦力做的功是多少?
。3)木塊從開始運動到返回到出發(fā)點的過程中,重力做的功是多少?
答案:(1)mgv0sinθ/2mglsinθ(2)2μmglcosθ(3)0
(二)重力勢能
教師演示實驗:在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子。
實驗一:用一個鐵球從不同高度釋放,觀察鐵球落在沙子中的深度。
實驗二:用大小不同的兩鐵球從同一高度釋放,觀察鐵球落在沙子中的深度。
學生觀察思考并討論,教師總結:
通過上述演示,我們可以定性得到:重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關系,且物體的質(zhì)量越大,高度越大,重力勢能就越大。
1.重力勢能的概念
2.重力勢能的表達式:Ep=mgh
教師提出問題:重力做功引起了物體位置的變化,物體位置的變化引起重力勢能的變化,重力做功與重力勢能變化有什么關系呢?
引導學生推導,學生回答,教師點評、完善總結。
3.重力做功與重力勢能變化的關系:
重力做功也可以寫成WG=Ep1-Ep2當物體下落時,重力做正功mgh,WG>0,即Ep1>Ep2,這說明,重力做功,重力勢能Ep減少,減少的值等于重力所做的功。同理,當物體上升時,重力做負功﹣mgh,重力勢能Ep增加的值等于重力所做的功。要注意的是,重力做負功也可以說成物體克服重力做功,重力做功是重力勢能變化的量度。
即:重力做正功,重力勢能減少;重力做負功,重力勢能增加。重力勢能的變化量與重力做的功數(shù)值相等。
練習:
1.一實心鐵球和一實心木球質(zhì)量相等,將它們放在同一水平面上,下列說法正確的是()。
A.鐵球的重力勢能大于木球重力勢能
B.鐵球的重力勢能等于木球重力勢能
C.鐵球的重力勢能小于木球重力勢能
D.上述三種情況都有可能
答案:D
2.下列說法正確的是()。
A.物體克服重力做功,物體的重力勢能增加
B.物體克服重力做功,物體的重力勢能減少
C.重力對物體做正功,物體的重力勢能增加
D.重力對物體做負功,物體的重力勢能減少
答案:A
3.物體在運動過程中,克服重力做功50J,則()。
A.物體的重力勢能一定為50JB.物體的重力勢能一定增加50J
C.物體的重力勢能一定減少50JD.物體的重力勢能可能不變
答案:B
(三)重力勢能的相對性
教師提出問題:將一個質(zhì)量為5kg的鐵球放在4樓一張1.5m高的桌子上,已知每層樓的高度均為2.5m,求鐵球的重力勢能。
要求學生分組計算,讓各小組代表自由表述自己的計算結果,教師暫不作評價。預測學生的計算情況,在高度的數(shù)值代入上有不同的意見,出現(xiàn)計算上的矛盾,此時,教師引導學生感受由于參考面的選取不同,給計算造成了不便,無法計算。因為沒有說明物體的高度是以什么位置為零高度。
請學生分別寫出上圖中以B和地面C為零點的物體的重力勢能:Ep1=mgh1,Ep2=mg(h1+h2)(h1=AB,h2=BC)。
總結:1.重力勢能具有相對性,是與零點選取有關的,因此在表達重力勢能時,要指明勢能零點的位置。我們把重力勢能為零的水平面叫做零勢能面。通常以水平地面為零勢能面。
2.對選定的參考平面而言,在參考平面上方的物體,高度是正值,重力勢能也是正值;在參考平面下方的物體,高度是負值,重力勢能也是負值。物體具有負的重力勢能,表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的'重力勢能要少。
自主學習:學生分別寫出以B和地面C為零勢能面情況下,物體落在B和落在地面C上時與初態(tài)的重力勢能差:ΔEp1=-mgh1,ΔEp2=-mg(h1+h2),這是與零點選取無關的。
師生總結:不論我們?nèi)绾芜x擇參考系,對于一物理過程,重力勢能的改變是一定的,即物體重力勢能的變化與參考系的選取沒有關系。我們今后的學習中,更多地是研究某物理過程中重力勢能的變化,這時我們就可以適當選擇參考系使問題簡化,而不會影響結果。
練習:
1.將同一物體分兩次舉高,每次舉高的高度相同,則()。
A.不論選取什么參考平面,兩種情況中,物體重力勢能的增加量相同
B.不論選取什么參考平面,兩種情況中,物體最后的重力勢能相等
C.不同的參考平面,兩種情況中,重力做功不等
D.不同的參考平面,兩種情況中,重力最后的重力勢能肯定不等
答案:A
2.井深8m,井上支架高2m,在支架上用一根長3m的繩子系住一個重100N的物體,若以地面為參考平面,則物體的重力勢能有;若以井底面為參考平面,則物體的重力勢能是。
答案:-100J700J
(四)勢能是系統(tǒng)所共有的
教師:請同學們閱讀教材P66“勢能是系統(tǒng)所共有的”部分,思考討論勢能的系統(tǒng)性。
學生:閱讀、討論并理解。
教師總結:質(zhì)量是物體的固有屬性,而重力的施力物體是地球;沒有物體,談不上重力勢能;沒有地球施加重力,重力勢能也就不復存在。重力勢能是物體跟地球組成的系統(tǒng)所共有的,而不是物體單獨具有的。
三、課堂小結
本課主要學習了以下內(nèi)容:
1.勢能由物體間的相互作用而產(chǎn)生,由它們的相對位置而決定。
2.勢能是標量,單位是焦耳。
3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關,只跟物體運動的始、末位置有關,重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差。
4.重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的,一個物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關。
四、課堂訓練
1.關于重力勢能,下列說法正確的是()。
A.重力勢能的大小只由重物本身決定
B.重力勢能恒大于零
C.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零
D.重力勢能實際上是物體和地球所共有的
2.關于重力勢能與重力做功,下列說法正確的是()。
A.物體克服重力做的功等于重力勢能的增加
B.在同一高度,將物體以初速v0向不同的方向拋出,從拋出到落地過程中,重力做的功相等,物體所減少的重力勢能一定相等
C.重力勢能等于零的物體,不可能對別的物體做功
D.用手托住一個物體勻速上舉時,手的支持力做的功等于克服重力的功與物體所增加的重力勢能之和
3.關于重力勢能的幾種理解,下列說法正確的是()。
A.重力對物體做正功時,物體的重力勢能減小
B.放在地面上的物體,它的重力勢能一定等于零
C.在不同高度將某一物體拋出,落地時重力勢能相等
D.相對不同的參考平面,物體具有不同數(shù)值的重力勢能,但并不影響有關重力勢能問題
4.將一個物體由A移至B,重力做功()。
A.與運動過程中是否存在阻力有關
B.與物體沿直線或曲線運動有關
C.與物體是做加速、減速或勻速運動有關
D.與物體初、末位置高度差有關
5.一質(zhì)量為1kg的物體,位于離地面高1.5m處,比天花板低2.5m。以地面為零勢能位置時,物體的重力勢能等于__J;以天花板為零勢能位置時,物體的重力勢能等于____J(g取10m/s2)
6.甲、乙兩物體,質(zhì)量大小關系為m甲=5m乙,從很高的同一高度處自由下落2s,重力做功之比為_____,對地面而言的重力勢能之比為_____。
三、計算題
7.如圖所示,一條鐵鏈長為2m,質(zhì)量為10kg,放在水平地面上,拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間,物體克服重力做功為多少?物體的重力勢能變化了多少?
答案:
1.D2.AB3.ACD4.D5.15﹣256.5:15:1
7.在這個過程中鐵鏈重心上升了h=1m,所以,克服重力做功為:=100J,重力勢能增加了100J。
五、布置作業(yè)
教材P66、67問題與練習第2、3題。
《重力》教案7
教材分析:重力的知識對壓力,支持力,浮力等知識的學習非常重要。本節(jié)由“重力的由來,重力的大小,重力的方向,重力的作用點”四部分內(nèi)容構成,分別從力的概念和力的三要素兩條線來認識重力,學生必須經(jīng)歷感知描繪和測量等過程,最終形成對重力的整體認識,同時,這又對第一節(jié)認識力起到鞏固提高的作用。
教學目標
一、知識與技能
1.知道重力是如何產(chǎn)生的。
2.知道重力的大小和方向。
3.知道重心的概念。
二、過程與方法
1.通過觀察和實驗,感知重力的存在,培養(yǎng)觀察思考、分析問題的能力。
2.通過探究了解重力和質(zhì)量的關系。培養(yǎng)一定的實驗能力,利用數(shù)學模型解決物理問題的能力。
3.通過了解重垂線及重心的應用,培養(yǎng)應用物理知識解釋簡單生活現(xiàn)象的能力。
三、情感態(tài)度價值觀
1.通過課堂上的觀察分析活動,養(yǎng)成善于觀察思考的良好學習習慣。
2.通過了解生活實際中物理知識的應用,增強學習物理、學習科學知識的興趣。
3. 激發(fā)學生對于科學探究的興趣,養(yǎng)成與同學合作交流的意識,體驗利用知識解決問題的喜悅,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
教學重點
重力的概念及重力與質(zhì)量的關系。
教學難點
重力的方向,通過觀察分析明確重力的方向是豎直向下的,理解重心的概念。
教具準備 PPT課件 彈簧測力計 刻度尺 細線 小石塊
教學方法 實驗法 圖像法 歸納法
課時安排 1課時
教學過程
觀察實驗導入新課(展示ppt課件)
思考圖片現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:
1.學生實驗一:
用手拉住用繩子系住的鐵塊,使鐵塊在空中 做勻速圓周運動。手有什么感受
學生分組實驗,討論交流
小石頭在繩子的拉力的作用下不遠離開,手感覺到繩子的拉力的作用
2.你還能舉出幾個例子來證明重力的存在嗎?
學生舉例
3.如果沒有重力我們的生活會是什么樣子?
重力(展示ppt課件)
1.定義:由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力,用字母G表示 ,重力產(chǎn)生的原因是什么?
2.重力產(chǎn)生的原因:地球的吸引.重力的施力物體是什么?
3.重力的施力物體是地球.
地球表面及附近的所有物體都受到重力的作用。
三、重力的大小
1.依照生活經(jīng)驗思考重力大小的相關因素:(展示ppt4)
思考:物體的重力的大小與哪些因素有關?
2.實驗探究重力大小的相關因素:(展示ppt5——展示ppt7)
大量的生活經(jīng)驗告訴我們:重力的大小與質(zhì)量有關,質(zhì)量越大,重力越大。
用什么工具測量重力?
彈簧測力計
如何測量重力的'大?
把已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧測力計上,靜止時,彈簧測力計的示數(shù)等于鉤碼所受的重力大小。
3、學生分組實驗二
逐次增掛鉤碼,分別測出它們所受重力,并記錄在表格中
質(zhì)量 m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
重力 G/N 0.5 1 1.5 2 2.5 3
4、學生作圖象討論分析總結:
結論:物體受到的重力大小跟它的質(zhì)量成
物重跟質(zhì)量的比約等于_______。
四.重力的計算(展示ppt課件)
1.計算公式及意義的理解:
物體所受的重力與物體的質(zhì)量成正比。
2. g= 9.8 N/kg。它表示質(zhì)量為1 kg 的物體所受到的重力是9.8 N。為計算方便在粗略計算時可取g =10 N/kg
3.例題選講(展示ppt9)
4. g= 9.8 N/kg。它表示質(zhì)量為1 kg 的物體所受到的重力是9.8 N。為計算方便在粗略計算時可取g =10 N/kg
例題1.一塊質(zhì)量為0.5千克的冰,它所受的重力為________N.若它遇熱熔化成水,水受到的重力將_______.(選填“增大”、“減小”或“不變”)
例題2. 一輛汽車的質(zhì)量是3 t,則這輛汽車受到的重力是多少?(g=10 N/kg)
分析:已知:m=3 t=3 000 kg g=10 N/kg 求:G
解:汽車的重力
G = mg=3×103 kg×10 N/kg=3×104N
答:質(zhì)量為3 t的汽車重力是3×104 N。
五、重力的方向(展示ppt課件)
觀察圖片并思考:重力的方向是如何描述的?
1、重力的方向總是豎直向下的。
2、重力方豎直向下向的應用:(展示ppt11)
鉛垂線水平儀等
3、思考想想議議問題:(展示ppt12)
我們平時說的“下”,到底指的是什么方向?
學生討論教師引導得出:指向地心
六、重心(展示ppt課件)
1、重心:重力的作用點叫重心(圖片略)
2、質(zhì)地均勻形狀規(guī)則的物體的重心在物體的幾何中心。
注意:物體的重心不一定就在物體上。
練習:畫出下面物體的重力的示意圖(展示ppt課件)
七、重力的由來 (展示ppt課件)
1.牛頓研究后提出:宇宙間任何兩個物體,大到天體,小到灰塵之間,都存在互相吸引的力,這就是萬有引力。重力正是源自地球對它附近物體的萬有引力
注意:重力和地球對物體的吸引力不是一回事。即重力不等于地球對物體的吸引力。
八、課堂小結(展示ppt課件)
重力的定義,大小,方向,作用點,由來。
九、鞏固練習
教材后練習題
十、板書設計:
、濉⒅亓Χx及物理符號:由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力,用字母G表示
㈡、重力產(chǎn)生的原因:地球的吸引.
1、重力的施力物體是地球,重力不是地球的吸引力。
2、地球表面及附近的所有物體都受到重力的作用。
㈢、重力的大小
1、計算公式及意義的理解:
2、物體所受的重力與物體的質(zhì)量成正比。
3、 g= 9.8 N/kg。它表示質(zhì)量為1 kg 的物體所受到的重力是9.8 N。為計算方便在粗略計算時可取g =10 N/kg
㈣、重力的方向
1、重力的方向總是豎直向下的。
2、重力方豎直向下向的應用:
鉛垂線水平儀等
、椤⒅匦模褐亓Φ淖饔命c叫重心
、辍⒅亓Φ挠蓙
宇宙間任何兩個物體,大到天體,小到灰塵之間,都存在互相吸引的力,這就是萬有引力。重力正是源自地球對它附近物體的萬有引力
十一、教學反思 :
在學習了力和力的測量基本概念后,來學習重力這種常見的力。通過本節(jié)課的教學,我感覺學生對重力的現(xiàn)象比較熟悉,有一定的認識基礎,接受重力的概念不難。 重力也是力的一種,要從力的三要素來理解這個力,教材上面的這部分內(nèi)容不多,我就另外舉例,尤其還是生活中常見的例子,來豐富學生的視野,使他們對重力了解更深刻。
或 G=mg
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《重力》教案8
一、教學目標
(一)知識與技能
1.了解重力及重力產(chǎn)生的原因。
2.了解重力的方向以及重垂線的應用。
3.了解重力的大小與質(zhì)量的關系。
(二)過程與方法
1.經(jīng)歷探究重力大小跟什么因素有關的實驗過程,會根據(jù)圖像分析處理實驗結果。能正確書寫重力大小與物體質(zhì)量的關系式,并能進行簡單計算。
2.經(jīng)歷探究重力的方向是豎直向下的過程,能夠運用這個規(guī)律解決實際生活中的一些問題。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1.培養(yǎng)學生樂于探究自然現(xiàn)象,物理規(guī)律的興趣,提高學生探究問題的意識和能力。
2.在科學探究中培養(yǎng)學生的交流意識與團隊協(xié)作精神。
二、教學重難點
人類生活在地球上,時時刻刻都受到重力作用,重力是與人類生活密切相關的一種力。重力知識對壓力、支持力、浮力等知識的學習非常重要。本節(jié)重點是重力的概念、探究重力的大小與質(zhì)量的關系及重力方向總是豎直向下的。探究重力的大小與質(zhì)量的關系涉及質(zhì)量和重力的測量、實驗數(shù)據(jù)的收集、分析論證等多個探究環(huán)節(jié),是本節(jié)課的難點。
三、教學策略
重力與日常生活聯(lián)系緊密,學生體驗非常豐富,所以在教學過程中將生活和自然界中的一些與重力有關的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來,讓學生進一步感受到物理就在我們的身邊,物理不僅有趣,而且非常有用,從而激發(fā)學生的求知欲望,培養(yǎng)學生的學習興趣。
科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一。通過探究“重力大小和質(zhì)量的關系”的過程,引導學生提出問題,培養(yǎng)學生善于發(fā)問、質(zhì)疑的良好習慣,鼓勵學生制訂簡單的科學探究計劃,培養(yǎng)學生處理信息的能力,體驗科學探究的樂趣,領悟科學探究的思想和精神,為學生的終身學習建立基礎。教學過程中通過多媒體技術優(yōu)化課堂教學,提高教學效率。
四、教學資源準備
多媒體課件、重物、重垂線、彈簧測力計、多個鉤碼、細線、小重物。
五、教學過程
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
(5分鐘)
視頻:觀看奔騰的黃河、傾瀉而下的瀑布、空投的救災物資、體育比賽擲鐵餅等與重力有關的畫面。
思考:視頻和實驗中物體的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變?這些物體是否受到力的'作用?
學生實驗:讓橡皮從高處由靜止落下,再把它豎直向上、沿水平方向、向任意方向拋出,觀察并描述橡皮的運動情況。
通過觀察實際現(xiàn)象創(chuàng)設情境加深學生對重物下落原因的認識,激發(fā)學生興趣,引發(fā)求知欲。
新課教學
(30分鐘)
一、重力
思考:視頻和實驗中物體的運動有什么共同之處呢?產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是什么呢?
思考:重力的施力物體是誰?上升的直升機、煙囪里冒出的煙、放飛的風箏都是向上運動。它們是否受重力的作用?地球附近有沒有不受到重力作用的物體?如果沒有重力,可能會出現(xiàn)怎樣的場景?
引導學生分析視頻和實驗中物體最終都落回了地面,與這些物體有著共同聯(lián)系的物體是地球,這些物體都受到地球的吸引力,這個力叫做重力。
學生分析歸納出地球表面附近的一切物體都受到重力。
通過地面附近上升的物體也受到重力,強化地球表面附近的一切物體都受到重力的認識。
二、重力的大小
力的大小、方向、作用點是力的三要素,現(xiàn)在我們就來研究重力的三要素。
體驗:讓學生手拿質(zhì)量不同的鉤碼,體驗重力大小和什么因素有關?請?zhí)岢霾孪。思考如何設計實驗驗證自己的猜想?如何測量重力大?
提醒注意觀察根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的重力與質(zhì)量關系的圖像是一條過原點的直線。聯(lián)系數(shù)學知識分析,過原點的直線說明坐標軸上的兩個量是正比例函數(shù),兩個量成正比。
寫出重力大小與物體質(zhì)量的關系式,給出例題。
學生交流用彈簧測力計來測量重力的方法:將被測物體掛在彈簧測力計下方,物體靜止時,彈簧測力計的示數(shù)即為被測物體的重力。然后學生分組實驗,記錄數(shù)據(jù),畫出圖像。
在此基礎上分析計算得出實驗結果說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。重力與對應質(zhì)量的比值基本上是一個不變的值,這個比值大約是9.8 N/kg。
讓學生經(jīng)歷探究重力大小跟什么因素有關的實驗過程,會根據(jù)圖像分析處理實驗結果。能正確書寫重力大小與物體質(zhì)量的關系式,并能進行簡單計算。
三、重力的方向
活動:(1)觀察拿在手中的小球自由下落的方向。
(2)用一根線把物體懸掛起來,觀察靜止時線的方向。
演示:(1)重垂線與水平桌面的方向是否垂直?
(2)重垂線與斜面的方向是否垂直?
歸納:重垂線的方向與水平面垂直,與斜面不垂直。重力的方向總是豎直向下的,不能說垂直向下。
思考:利用重垂線檢查我們教室的墻壁是否豎直,窗臺及課桌面是否水平。說說你們檢查的結果和根據(jù)。
思考:我們站在地面上,腳朝下,由于重力的作用可以站得很穩(wěn),但地球是圓形的,在我們“腳下”的人,好像腳是朝上的,他們也能站得穩(wěn),為什么呢?
學生觀察得出:小球受重力自由下落時的方向及懸掛的物體受重力作用使懸線下垂的方向便是重力的方向,這一方向是豎直向下的,所以重力的方向是豎直向下的。
學生領悟到:如果重垂線和墻壁是平行的,說明墻壁豎直,如果重垂線和桌面及窗臺是垂直的,則說明桌面和窗臺是水平的。
通過分析讓學生說出:地球上不同地方的人或物受到的重力的方向對于他們所處的位置來說都是豎直向下的。因為地球是球形,所以地球上不同位置上的“下”實際都指向了地球的中心,因此我們所說的豎直向下的“下”指的是指向“地心”。指向地心的方向叫“向下”,背離地心的方向就應該叫做“向上”。
這一部分的教學,充分體現(xiàn)了學生為主體的教學理念,遵循了由易到難,層層深入的方法。重垂線、水平儀是重力方向的重要應用,對它們的學習,也體現(xiàn)了“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本理念。
四、重心
思考:粉筆盒里有許多粉筆頭,取出其中一個,這個粉筆頭受不受重力的作用?換另一粉筆頭,它受不受重力的作用?里面的每個粉筆頭都受重力的作用,整個粉筆盒受到的重力可以看成是集中在一點。
如何確定物體的重心呢?
一般材料均勻、外形規(guī)則的物體的重心,就是這一物體的幾何中心。粗細均勻的木棒的重心在木棒的中點,均勻圓木球的重心在它的球心。
引導學生分析:地球吸引物體的每一部分,但是,物體受到的重力可以看成是集中在一點,這個點叫做物體的重心,重力的作用點在重心處。
重心這個內(nèi)容比較抽象,這樣處理形象生動,學生易于接受。
五、重力的由來
活動:請同學們用一根細線拴住自己的橡皮按課本所示的圖做實驗,說說你的感受。
講述:我們知道月亮在不停地繞著地球旋轉。就像橡皮繞著你的手旋轉一樣,也是因為地球上有力在牽著月球。宇宙間的一切物體間都存在相互吸引力,這就是萬有引力。地面附近的物體受到的重力就是由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的。
學生說出:橡皮做圓周運動時需要用力拉著,否則就會被甩掉。
讓學生通過實驗感受橡皮不會飛走是因為受到“引力”作用,拉進了學生跟所學知識的距離。
課堂小結
(5分鐘)
通過今天的學習,同學們有哪些收獲?在實驗探究中又存在哪些問題?還有什么想探究的問題?
學生可以個別回答,或相互交流,在交流的基礎上進行學習小結。
促進知識的鞏固掌握。提升學生的交流表達能力。
《重力》教案9
第一課時 力 重力
、褰虒W目的
〖知識目標〗
⒈正確理解力的概念,能分清受力物體和施力物體.
、仓懒Φ娜,力的單位和符號,能作力的凰示和力的示意圖.
⒊知道按力的性質(zhì)和力的效果對力分類,能正確區(qū)別各種實際力的類別.
、凑_理解重力的定義,能確定物體重力的大小,指明重力的方向.
、抵牢矬w重心的含義,能確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體重心的位置,會分析一般物體重心位置與質(zhì)量分布的關系.
〖思路方法目標〗
⒈分類方法.(力的分類,矢量和標量)
、驳刃Х椒.(重心概念)
⒊分析綜合方法.(力的概念的深化)
、娼虒W重點難點點撥
、绷Φ奈镔|(zhì)性是各種形式力所具有的共同屬性.“力是物體間的相互作用”,它反映了任何一個力必定和兩個物體發(fā)生聯(lián)系,而且這兩個物體間的力的作用是相互的.力的物質(zhì)性要求我們在認識一個力時,首先要搞清該力的施力物體和受力物體,沒有施力物體(或受力物體)的力是不存在的.
、擦Φ淖饔每偸且a(chǎn)生一定的效果,它只能從受力物體上體現(xiàn)出來,而且這個效果與力的大小、方向作用點相聯(lián)系,力的圖示能準確地反映某一個力三要素情況.
⒊地球周圍的物體,總是要受到地球的吸引而產(chǎn)生重力,它與該物體所處的環(huán)境和運動狀態(tài)無關
、次矬w各部分都受到重力作用.從效果看,這個作用相當于作用于一點.這個點就是整個物體的重力作用點.亦為物體的重心.上述處理方法是“等效思想方法”的應用.用懸掛法找重心,要注意其局限性,它只適用于薄板狀物體.
㈢教具
彈簧、彈簧秤、木塊、海綿、水盆、不規(guī)則的薄板、細線、曲尺…
、杞虒W過程()
、庇懻撘
師:請閱讀p新教材,共同討論下述問題:⑴什么是力?⑵在自然界中有哪些力?并舉例說明.
。榱思由顚αΦ恼J識,分清力的種類,性質(zhì).掌握力的表示方法和應用,本章我們將系統(tǒng)學習力的知識)
、残抡n內(nèi)容
、帕κ俏矬w間的相互作用
① 力不能離開物體而存在 【演示】手和彈簧、水和木塊.
、 受力是相互的,受力和施力物體同時存在.【演示】線懸掛重物
師:力是個重要概念,如何表示一個力?
、屏Φ膱D示
、 力的三要素—大小、方向、作用點.(力的大小可用彈簧秤測量,單位是“牛頓”簡稱“牛”符號“N”;力的方向是物體間相互作用的'方向;力的作用線是沿力的方向的直線)。
【演示】木塊浮于水面
。ㄒ暾从骋粋力,必須把力的三要素全部表述清楚,這可用圖示法)
② 力的圖示—用一根帶箭頭的線段表示力的方法
具體到:先定力的單位標度
再畫出力的指向的方向
最后標出的箭頭、箭尾,均可表示出力的作用點.
、橇Φ姆N類(按力的性質(zhì)和力產(chǎn)生的效果分類)
、 性質(zhì)力—重力、彈力、摩擦力、電磁力…
② 效果力—動力、阻力、壓力、支持力…(按力的效果命名)
師:嚴格分清性質(zhì)力和效果力是物體受力分析的基礎,也是正確解決力學問題的重要環(huán)節(jié).下面首先研究重力。
、戎亓
、 重力就是重量 是由地球吸引而使物體受到的力。
、 重力的大小和方向
閱讀p 明確兩點:重力的方向是豎直向下的;重力G=mg g=9.8N
師:下面研究重力作用點問題
⑸重心
、 質(zhì)量均勻分布,形狀規(guī)則物體重心位置是幾何中心。
、 一般物體重心位置和物體質(zhì)量分布有關!狙菔尽繎覓旆ǹ纱_定薄板和曲尺重心位
置(重心可在物體上也可在物體外)
、殪柟叹毩
組織討論下列習題(略)
㈥作業(yè)
、睆土曊n本內(nèi)容p1— p5
、菜伎颊n本練習一第⑴題。
、尝啤ⅱ、⑷題做在練習本上。
《重力》教案10
一、教學目的:
1.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進行計算.
2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系.知道重力做功與路徑無關.
3.知道重力勢能的相對性.
4.了解彈性勢能.
二、重點難點:
1.重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關系.
2.理解重力勢能的相對性.
三、教學方法:
演示實驗、分析推理、講授討論.
四、教具:
輕重不同的重錘一個、木樁、沙箱、橡皮筋.
五、教學過程:
。ㄒ唬┮胄抡n:
大家知道水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的,水是利用什么能來發(fā)電的呢?學習這節(jié)課后,我們將會了解這個問題。
通過前面對功和能的關系的學習,我們知道怎樣判斷一個物體具有能量:一個物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量。
演示重錘從高處落下,把木樁打進沙箱中,說明重錘對木樁做了功,舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學舉高而具有的能量叫做重力勢能。本節(jié)課將學習重力勢能的有關知識。
。ǘ┻M行新課:
重力勢能的大小與什么因素有關呢?
演示實驗1:演示由質(zhì)量不同的重錘從相同高度落下,木樁被打進沙箱的深度不同,引導學生分析得出:質(zhì)量越大的重錘具有的重力勢能越大。
演示實驗2:演示用同一重錘從不同高度落下,木樁被打進沙箱的深度不同,引導學生得出:重錘高度越大,具有的重力勢能越大。
怎樣定量地表示重力勢能呢?
把一個物體舉高,要克服重力做功,同時物體的重力勢能增加。一個物體從高處下落,重力做功,同時重力勢力能減小?梢娭亓菽芨亓ψ龉τ忻芮嘘P系。
如圖1所示,設一個質(zhì)量為的物體,從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點,重力所做的功為:
WG=gΔh=gh1-gh2
我們可以看出WG等于gh這個量的變化。在物理學中就用這個物理量表示物體的重力勢能。重力勢能用EP來表示。
1.重力勢能
1定義:由于物體被舉高而具有的`能量。
2重力勢能的計算式:EP=gh.
即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。
3重力勢能是標量,其單位與功的單位相同,在國際單位中 都是焦耳()
2.對EP=gh的理解:
1式中h應為物體重心的高度。
2重力勢能具有相對性,是相對于選取的參考面而言的。因此在計算重力勢能時,應該明確選取零勢面。
3重力勢能可正可負,在零勢面上方重力勢能為正值,在零勢面下方重力勢能為負值。
4選取不同的零勢面,物體的勢能值是不同的,但勢能的變化量不會因零勢面的不同而不同。
例題1:邊長為L,質(zhì)量為的立方體物體靜止放在地面,在其旁邊有一高為H的水平桌面,如圖2所示.
1若選地面為零勢點,立方體物體的重力勢能為多少?
2若選桌椅面為零勢點,立方體物體的重力勢能為多少?
學生先做,老師再講。
解析:
1EP=gL/2.
2 EP= -g(H-L/2).
3.重力勢能的變化和重力做功的關系
引導學生進一步分析:圖1中,重力做正功,重力勢能減少,減少的重力勢能轉化為物體的動能了。重力勢能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功?重力做功有什么特點?
討論1:物體從A點下落到B點過程中,如果受阻力作用,重力做的功與重力勢能變化之間的關系是怎樣的?
物體下落受到阻力,只影響物體動能的變化,不影響重力的功,重力勢能的變化只與A、B兩點的高度差有關。
WG=gh1-gh2=EP1-EP2.
物體減少的重力勢能等于重力所做的功,但由于要克服阻力做功,減少的重力勢能沒有全部轉化為動能。
討論2:若物體從A點下落到B點后,再平移到與B點等高的C點,重力做的功是多少?重力做功與重力勢能之間的關系又如何?如圖3所示。
物體由B到C過程中重力不做功,重力勢能也不變化,因此物體由A運動到C點過程中,重力的功仍是WG=gh1-gh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢能等于重力所做的功。
討論3:若物體是從A點沿斜面滑到與B點等高的C點,上述關系是否成立?
設AC之間長為S,且與水平方向成θ角。
重力做功WG=Fssinθ=gh1-gh2
由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無關,只跟初末位置高度有關,物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。
討論4:物體從B點分別勻速、加速、減速上升到A點,上述關系又是如何呢?
無論物體從B點上升到A點是勻速、加速、減速,重力都做負功,且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢能都增加,增加的重力勢能等于克服重力所做的功。但這三種情況中,由于所受拉力不同,物體動能的變化量等于合外力的功,動能變化量不相同。
師生共同總結出重力勢能變化只與重力做的功有關,兩者關系如下:
當物體由高處運動到低處時,重力做正功,重力勢能減少。減少的重力勢能等于重力所做的功。
當物體由低處運動到高處時,重力做負功,即物體克服重力做功,重力勢能增加。增加的重力勢能等于克服重力所做的功。
引導學生總結出重力做功的特點:
4.重力做功的特點:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關,跟物體的運動路徑無關。
演示實驗3:演示張緊的橡皮筋把紙團射出去,說明發(fā)生彈性形變的橡皮筋能夠做功,因而具有能量------這種能量稱為彈性勢能。
5.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復原狀時能夠對外界做功,我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。
引導學生舉些具有彈性勢能物體的實例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢能。初步了解彈簧所具有彈性勢能的大小與什么因素有關。
分析:彈簧被拉伸或壓縮的長度越大,恢復原狀時對外做的功就越多,彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能不跟彈簧的勁度有關,被拉伸或壓縮的長度相同時,勁度越大的彈簧彈性勢能越大。
重力勢能和彈性勢能是由相互作用物體的相對位置決定的,所以勢能又叫位能。今后還將學習其它形式的勢能。
例題2:沿著高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端,以下說法中正確的是:
A.沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多;
B.沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多;
C.沿長度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多;
D.上述幾種情況重力做功同樣多。
學生先做,老師再評講。正確答案為D。
。ㄈ⒄n堂小結:
1.重力勢能:由于物體被舉高而具有的能量;重力勢能的計算式:EP=gh.,即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積;重力勢能是標量,其單位與功的單位相同,在國際單位中都是焦耳。
2. 重力做功的特點:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關,跟物體的運動路徑無關。
3. 彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復原狀時能夠對外界做功,我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。
。ㄋ模⒄n外作業(yè):
1.復習歸納本節(jié)課內(nèi)容。
2.思考課本練習四第(1)、(3)題。
3.把練習四第(2)、(4)、(5)題做在作業(yè)本上。
《重力》教案11
一、教材分析
《重力勢能》是人教版高中物理必修二第7章《機械能守恒定律》第4節(jié)課的內(nèi)容,這節(jié)課通過分析重力做功的特點,推導得出了重力勢能的表達式,并進一步討論重力勢能具有相對性及重力勢能是物體與地球系統(tǒng)所共有;是后面學習機械能守恒定律的基礎。
二、目標
1.知識目標:
(1)理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義進行計算.
(2)理解重力勢能的變化和重力做功的關系,知道重力做功與路徑無關.
(3)知道重力勢能的相對性.
2.能力目標:
用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系,親身感受知識的建立過程.
3.情感、態(tài)度和價值觀目標:
滲透從對生活中有關物理現(xiàn)象的觀察,得到物理結論的方法,激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣.
三、教學重點難點
重點:重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系.
難點:重力勢能的系統(tǒng)性和相對性.
四、學情分析
五、教學方法
1.實驗探究:物體的勢能和哪些因素有關。
2.學案導學:見后面的學案。
六、課前準備
1.學生的學習準備:預習重力勢能一節(jié)
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,制作學案
3.教學環(huán)境的設計和布置:教室
七、課時安排:
1課時
八、教學過程
。ㄒ唬╊A習檢查、總結疑惑
檢查落實學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
。ǘ┣榫皩搿⒄故灸繕。
教師提出問題:打樁機的重錘從高處落下時,可以把水泥樁打進地里,為什么??
學生回答:重錘具有重力勢能.?
教師繼續(xù)提問:那么什么是重力勢能??
學生回答:物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能.?
演示實驗:?
在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子.?
實驗一:用一個鐵球從不同高度釋放,觀察鐵球落在沙子中的深度.?
實驗二:用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放,觀察鐵球落在沙子中的深度.?
學生回答觀察到的'現(xiàn)象:?
在實驗一中,鐵球的釋放高度越大,鐵球落在沙子中的深度越大.?
在實驗二中,質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度大.?
教師:通過上述演示,我們可以定性得到:重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關系,且物體的質(zhì)量越大,高度越大,重力勢能就越大.?
引入:那么,怎樣定量地表示重力勢能呢??
設計意圖:步步導入,吸引學生的注意力,明確學習目標。
。ㄈ┖献魈骄俊⒕v點撥。
1.重力勢能?
教師設置問題:
。1)把一個質(zhì)量為m的物體豎直向上拋出,在它上升和下落的過程中,重力分別做什么功?重力勢能如何變化??
(2)前邊我們學過了功和能之間的關系,我們知道力對物體做了多少功,物體的能量就將變化多少,那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系??
學生:重力所做的功等于物體重力勢能的變化.?
分析實例:?
用投影片出示問題:?
質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點,重力所做的功為多少??
學生求解得到:重力所做的功為:WG=mgΔh=mg(h1-h2)?
教師指出:前邊我們結合功和能的關系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化,而我們經(jīng)過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化,所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能.?
板書:EP=mgh
推導重力勢能的單位:?
。眐g?m/s2?m=1N?m=1J
重力勢能是標量?
。3)教師指導學生推導重力做功與重力勢能變化之間的關系進行討論:?
當物體由高處運動到低處時,h1>h2,WG>0 ∴
當物體由低處運動到高處時,h1<h2,WG<0 ∴
③教師總結:重力做正功及負功時,重力勢能都是怎么變化的,其變化量與重力的功有什么關系??
(4)討論:如圖所示,物體從高為h1處運動到高為h2處,運動的路徑有無數(shù)條,討論在這些運動過程中,重力所做的功是否相同.?
學生:重力所做的功相同,因為重力所做的功等于重力勢能的減少量,而重力勢能的減少量mg(h1-h2)是一定的.?
教師:由此得到:重力所做的功只跟物體初位置的高度h1和末位置的高度h2有關,跟物體運動的路徑無關.?
2.重力勢能的相對性?
教師:有一個物體放在三樓頂,每層樓高h,則該物體的重力勢能為多大??
學生會說出一些不同的答案
教師進一步提出問題:同一個物體的重力勢能,為什么會有不同的值呢??
學生通過看教材可以回答這個問題。
通過設置問題,激發(fā)學生好奇心,使他們對知識點有更深刻的印象。
。ㄋ模┓此伎偨Y,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生構建知識網(wǎng)絡并對所學內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。
。ㄎ澹┌l(fā)導學案、布置預習。
我們這節(jié)課學習了重力勢能及其表達式還有它的相對性,機械能包括動能、我們今天所學的重力勢能,還有彈性勢能,那么彈性勢能的表達式是什么呢?在下一節(jié)課我們一起來探究彈性勢能的表達式。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分,并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖:布置下節(jié)課的預習作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設計
一、重力勢能
(一)表達式
。ǘ﹩挝
二、重力勢能的相對性
十、教學反思
本課的設計采用了課前下發(fā)預習學案,學生預習本節(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、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等,最后進行當堂檢測,課后進行延伸拓展,以達到提高課堂效率的目的。
本節(jié)課通過一些簡單易行的實驗和科學的推導加深了學生對重力勢能這一概念的理解,并通過設疑,讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題,進而解決了重力勢能的相對性這一難點。
本節(jié)課時間45分鐘,其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘,精講點撥15分鐘左右,反思總結當堂檢測5分鐘左右,其余環(huán)節(jié)18分鐘,能夠完成教學內(nèi)容。
《重力》教案12
[教材分析]
本節(jié)是在第一節(jié)“彈力”內(nèi)容的基礎上,研究另一種最常見的力——重力。教材充分運用插圖和實驗,使每一個知識點都是從觀察或實驗引入的,符合學生的認知規(guī)律。 課本讓學生通過探究“重力的大小跟質(zhì)量的關系”,極大程度地調(diào)動了學生的積極性,活躍了課堂氣氛,鍛煉了學生動手動腦的能力和分析問題能力,實現(xiàn)了學生的主體地位。
[教學目標]
知識與技能:
1、知道什么是重力,了解重力產(chǎn)生的原因。
2、知道重力的方向和重心的概念及重垂線的應用。
3、知道重力的大小與質(zhì)量成正比,并能用公式G=mg計算有關問題。
4、經(jīng)歷重力大小與質(zhì)量的關系探究,能對實驗過程進行合理的分析和評估。
過程與方法:
1、通過觀察和實驗,感知重力的存在,培養(yǎng)觀察思考、分析問題的能力。
2、通過探究重力和質(zhì)量的關系,分析實驗數(shù)據(jù),學習信息處理方法。培養(yǎng)學生初步的分析、概括能力、實驗能力和利用數(shù)學模型解決物理問題的能力。
3、由實驗感知重力的方向并能運用結論對實際問題做出分析,培養(yǎng)學生分析、概括和應用物理知識解釋簡單生活現(xiàn)象的能力。
情感態(tài)度與價值觀:
1、通過課堂上的觀察分析活動,使學生養(yǎng)成善于觀察思考的良好習慣和提高辯證的分析物理知識的意識。
2、通過了解生活實際中物理知識的應用,增強學習物理、學習科學知識的興趣。
3、培養(yǎng)學生交流意識、團隊協(xié)作精神以及實事求是的科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新精神。
[教學重點]
探究重力大小與質(zhì)量關系
[教學難點]
重力的方向
[教學方法]
1、探究法:通過學生的探究實驗得出重力與質(zhì)量的關系。
2、觀察分析法:通過觀察分析明確重力的方向是豎直向下的,理解重心的概念。
[教學手段]
讓學生用日常生活、學習用品做實驗,感受到科學的真實性,感受到物理就在身邊,科學就在眼前,激發(fā)學生學好物理的興趣和愿望。在探究實驗中放手讓學生自主探究:猜想、操作、記錄、分析論證、交流評估,讓學生成為課堂的主角,并注意加強學生學習方法的指導。
[教學用具] 鉤碼、彈簧測力計、重垂線、粗細均勻的木棒、方形薄板、玩具“不倒翁”、橡皮泥、投影儀。
[教學過程]
新課導入:
教師播放課件(①蘋果下落 ②水往低處流 ③拋出的球落地 ④羽毛飄落) 引導提問:①你看到的這些物理現(xiàn)象有什么共同特點?
②物體下落的原因是什么?
學生交流討論。討論結論:它們都受到地球的吸引力——重力。
推進新課:
一、重力的由來:
1、1665至1667年間,一天傍晚,牛頓坐在蘋果樹下乘涼,一個蘋果從樹上掉下來。他忽然想到:為什么蘋果只向地面落,而不向天上飛呢?(課件)
2、請同學們用一根細線拴住自己的橡皮作圖13.2-1所示的實驗(課本圖13.2-1模擬引力),說說你的感受。(課件)
3、引導提問:
。1)橡皮為什么沒有飛出去?
。2)同樣的,圖中月亮在繞地球做類似的運動,為何不會飛走?
4、牛頓認為,地球和月亮之間存在互相吸引力。
有哪位同學知道有關牛頓對這方面的研究?(鼓勵有這方面知識的同學發(fā)言)
5、總結:牛頓認為地面上物體受到地球吸引力下落與地球和月亮之間的吸引力是同一性質(zhì)的力。發(fā)現(xiàn)萬有引力。
6、引導提問:怎樣描述萬有引力的大概內(nèi)容?
學生可分組議論
結論:“宇宙間任何兩個物體,大到天體,小到灰塵之間,都存在互相吸引的力,這就是萬有引力”,從而得出重力概念:
7、重力(G):地面附近的物體,由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。
8、引導提問:重力的施力物體是誰?
學生討論;卮穑旱厍。
學生進一步明確:地球上的所有物體,都受到重力的作用。
列舉:在日常生活中觀察到物體受到重力作用的現(xiàn)象,如踢出的足球會落到地面、人不小心會從高處摔下等等。
9、引導提問:①地球對地面附近物體有重力作用,地面附近物體對地球有沒有這種作用?學生討論;卮穑旱孛娓浇矬w對地球有這種作用。
、谥亓褪堑厍驅ξ矬w的吸引力嗎?學生討論;卮穑褐亓κ怯捎诘厍虻奈刮矬w受到的力,不能等到效于地球對物體的吸引力,這是因果關系而不是等價關系,因此不能說:“重力就是地球對物體的吸引力”,重力只是萬有引力的一部分。
10、引導想象:“假如重力突然消失,會怎么樣?”
學生分組討論:各抒已見。
教師引導過渡:我們在日常生活中發(fā)現(xiàn),有的物體比較重,有的物體比較輕,這說明物體的重力是有大小的。
下面一塊學習重力的大小。
二、探究重力的大。
1、生活中常把物體受到的重力簡稱物重,重力的大小叫做重量。有的物體所受的重力比較大,有的物體所受的重力比較小。
2、引導提問:物體的重力大小可能跟什么物理量有關?又是什么關系呢?
讓學生大膽猜想,把所有可能的情況都說出來。
、傥矬w的體積;②物體的質(zhì)量;③物體的形狀;
、芩鄬Φ孛娴奈恢;⑤物體的密度等等。
學生再說出自己猜想的理由、事實依據(jù)。把各學習小組猜想總結起來:可能跟質(zhì)量有關。
3、肯定這一猜想,指出:在缺乏足夠依據(jù)的情況下所做出判斷稱為假說,假說的.正確性有待于實驗的檢驗,你認為這個實驗需要測量哪些物理量?你需要哪些實驗器材?怎樣測量?在學生制定計劃設計實驗的基礎上,教師適當補充自己的意見,形成實驗方案(課件)
此實驗的關鍵是:①要選精確度較高的彈簧測力計。②要正確使用彈簧測力計。③要在豎直方向測重力。
4、得出結論物體的重力和其質(zhì)量的關系:
、傥矬w的質(zhì)量越大,重力也越大。②物體所受的重力與質(zhì)量的比值相同。③物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。(課件)
學生交流G與m的比值,分析這一比值有所不同的原因。
教師引導說明:科學家們所做的大量實驗表明,
這個比值約是9.8N/kg,即g =9.8N/kg。
因此,G/m=g或G=mg。
、俜柕囊饬x及單位:G--重力---牛頓(N)
m--質(zhì)量---千克(kg)
②其中g =9.8N/kg表示的意義是:在地面附近質(zhì)量為1kg的物體受到的重力為9.8N 。 ③嚴格的講,g的數(shù)值不是恒定的,隨地理緯度和海拔高度的改變而改變。
、芟驅W生說明g的單位可根據(jù)重力G(N)和質(zhì)量m(kg)的單位得出:g=9.8 N/kg。在使用公式G=mg計算時,質(zhì)量(m)的單位必須用kg。重力(G)的單位必須用N。說明:粗略計算時取g=10N/kg。
5、課堂練習(課件)
練習1,質(zhì)量是50 g的雞蛋,重是多少牛(取g=10 N/kg)?
練習2,根據(jù)自己的體重,估算受到的重力的大小。
練習3.,有的同學猜想,重力和物體體積有關,我們可不可用一個簡單的實驗驗證呢?
教師引導過渡:我們學過力的三要素,那么力的三要素是指什么?學生回答:力的三要素是力的大小、方向、作用點。重力是一種常見力,它的方向怎樣?
三、探究重力的方向
1、實驗探究:將小球懸掛在鐵架臺的橫桿上,待球靜止時,在圖上畫出球靜止時細線的位置。
將鐵架臺傾斜一個角度,在圖上畫出球靜止時細線的位置。
兩圖中細線都處于______位置,這說明什么?
結論:重力的方向是豎直向下的。
2、課堂練習:(1)作出下圖中物體所受到的重力示意圖(課件)
3、重力的方向的應用:重垂線
學生自主活動:用手中的重垂線校準墻壁是否豎直(看重垂線是否與墻壁平行),窗臺桌面是否水平。
4、引導提問:重力的方向是豎直向下,能給人類造成危害嗎?舉例說明。如何避免重力給人類造成危害?學生討論。
回答:重力能給人類造成危害。例如:地震時房屋倒塌會把人壓傷。為了避免地震能給人類造成危害,要經(jīng)常收看地震預報。
5、[想想議議]
圖12.1-7“下”指的是什么方向? (播放課件)
學生討論后,明確地球上不同地方的人或物受到的重力的方向對于他們所處的位置來說都是豎直向下的.因為地球是圓形,所以地球上不同位置上的“下”實際都指向了地球的中心,因此我們所說的豎直向下的“下”指的是指向“地心”。
指向地心的方向叫“向下”,背離地心的方向就應該叫做“向上”。正因為地球上不同地方的人們都受到地球指向地心的重力作用,所以各個地方的人們都能安然無恙地生活在地球表面。
四、重心:
1.重力在物體上的作用點,我們叫它重心。
教師說明:把重力作用集中于物體上的一點(重心),效果不變,卻使重力問題簡化。這種方法稱為等效法。重心是一個物體各部分受到的重力作用的等效作用點。
2.如何找物體的重心?
質(zhì)量分布均勻的物體,重心的位置只跟物體的形狀有關.有規(guī)則幾何形狀的均勻物體,它的重心在它的幾何中心。(課件)
3.播放(課件)
現(xiàn)在請同學們拿出自己親手作的“不倒翁”,扳一下,看它怎樣運動,為什么它不倒,它的重心有什么特點?
學生:不倒翁身體的下部有一個很重的物體,上部幾乎是空的,因此它的重心很低.將不倒翁扳倒后,重力的作用就會使它回到原來的位置,所以扳不倒。
學生舉出日常生活中類似的事例。如:落地電風扇有一個很重的底座等等。
《重力》教案13
學生分組實驗是學生最感興趣的課,但絕大多數(shù)學生是按教材安排的程序進行實驗,按照教師布置的步驟進行操作,興趣只停留在表面上,湊“熱鬧”成分很多,這樣也就無法培養(yǎng)學生的綜合能力和科學素質(zhì)。例如,在高一物理中《測定重力加速度g》的實驗中,如果只是指導學生按教材的方法進行實驗,實驗目的單一,就無法達到培養(yǎng)學生素質(zhì)的目的`。所以在教學過程中筆者是這樣做的:
(1)不限制實驗原理
在講本節(jié)課時,只講清實驗目的,至于實驗原理由實驗小組討論決定,并按要求設計實驗。討論結果出現(xiàn)兩種實驗原理:①根據(jù)公式ΔS=aT2,使用打點計時器來進行實驗;②根據(jù)h=0.5gt2,采用滴水法進行實驗。這兩種方案均可行,從而培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力,提高了思維品質(zhì)的深刻性與批判性。
(2)不規(guī)定實驗步驟
進實驗室要求不看課本,動手時只說明實驗中要注意的幾個事項,并不限定實驗有幾個步驟。結果巡視實驗中發(fā)現(xiàn),有的小組實驗有五、六步,并設計了開放性的記錄表格,從而激發(fā)了學生的觀察實踐和發(fā)現(xiàn)問題能力。
(3)不統(tǒng)一實驗數(shù)據(jù)處理方法
先引導學生對實驗數(shù)據(jù)進行簡單的分析,然后再進行處理。巡視發(fā)現(xiàn)有的學生逐一算出每次實驗的結果,然后再求平均值;有的學生先算出各點的速度,然后再采用v–t圖像法處理。從而鍛煉了學生實驗數(shù)據(jù)的處理能力。
(4)不確定實驗歸納
實驗后不固定方向,讓學生多方向、多角度、深入細致地觀察,分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),從而開放性地歸納出實驗結論。如有的小組分析真實的實驗數(shù)據(jù),得出如下結論:(1)采用打點計時器法進行實驗:①紙帶要豎直拉住,盡可能減小阻力;②先打開電源后松開紙帶;③逐差法處理數(shù)據(jù)的方法;④采用v-t圖像法處理時,要盡可能讓更多的點在直線上,其余的對稱地分布在線的兩側;⑤為何測量得出的g值比標準值9.8m/s2略小。(2)采用滴水法進行實驗:①水龍頭離地的高度不能超過1m;②不能直接測量一滴水下落的時間,要測出n滴水下落的時間t,再根據(jù)T=t/n求出一滴水自由落體的時間。
通過以上幾個方面的歸納,培養(yǎng)了學生的分析、概括實驗結論能力,并加強了前后知識的聯(lián)系。
《重力》教案14
重點、難點分析
1.重力
重力的概念比較復雜,而且比較抽象.由于學生在日常生活中對重力有一些模糊的認識,而且有些認識是不科學的,例如有的學生認為重力是物體自己施加的,這樣給教學造成一定的困難.因而在進行“重力”這部分內(nèi)容的教學時應從以下幾個方面分層次進行.
。1)從觀察入手,手中的物體離開手以后豎直下落,而且速度越來越快;向上拋出的小球在上升過程中速度越來越慢,升高到一定高度改變運動方向向下降落.
。2)分析思考,物體下落速度越來越快,向上拋出的物體速度越來越慢,物體升高到一定高度改變運動方向,都是物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變,由于力可以改變物體的運動狀態(tài),說明物體受到了力的作用.
。3)物體下降時速度越來越快,向上拋出時越來越慢,升高到一定高度改變了運動方向,說明物體受到了向下的力.
。4)有受力物體必然有施力物體,這個施力物體就是地球,是由于地球的吸引而使物體受到了力.由此得出重力的概念.
2.重力的方向豎直向下
關于重力的方向,在學生中易出現(xiàn)兩個錯誤說法:一是把豎直向下說成垂直向下,或者誤認為與接觸面垂直.由于學生對放在斜面上的物體可以沿斜面下滑有感性認識,因此認為這時重力的方向是沿斜面向下的,為了解決上述學生中的問題,建議在教學中采取以下方法.
。1)認真觀察物體自由下落的方向,懸掛物體的線自由下垂的方向,然后向學生明確,這個方向被人們稱為豎直方向,所以重力的方向豎直向下.
。2)從數(shù)學知識可以知道,垂直是兩條線、兩個平面,或者是線與平面之間的位置關系,但是重垂線的方向與水平桌面垂直、與斜面不垂直,因此講垂直向下或者講與接觸面垂直是錯誤的.
3.重心
重力在物體上的作用點,叫做物體的重心,當一個物體的幾何形狀及質(zhì)量分布不發(fā)生改變時,它的重心位置相對物體來說也是確定的,并不隨物體放置的位置改變而改變.但如果形狀發(fā)生了變化,其重心位置一般也將發(fā)生改變,如一個人在運動時其重心位置就會不斷發(fā)生變化.
分布均勻,形狀規(guī)則的物體其重心在其幾何中心,如球形,正方體,圓柱體等.
重心的位置不一定都在物體上,例如一個圓環(huán)其重心就不在環(huán)上,而在圓心上.
對于不規(guī)則的物體,其重心可以采用懸掛法來確定.
師生互動活動設計
1.觀察手中的物體離開手后自由下落,向上拋出的物體速度越來越慢最后改變方向自由下落,通過分析這些現(xiàn)象得出重力的概念.
2.通過實驗得出重力與質(zhì)量的關系
3.通過觀察、分析、討論認識重力的方向是豎直向下的.
4.小實驗,確定重心的位置.
課時安排
1課時
教具學具準備
重垂線、彈簧秤、鉤碼
--示例
。ㄒ唬⿲胄抡n
實驗一:教師將小球放在手中,松開手,請同學們觀察松開手以后小球如何運動?它的運動狀態(tài)變了沒有?為什么會發(fā)生這些現(xiàn)象?
教師進行實驗,反復幾次,然后請同學回答上述問題.
小球下落,它的速度越來越快,它的運動狀態(tài)發(fā)生了變化.由于力可以改變物體的運動狀態(tài),可見小球受到了力的作用.
在教師的引導下,由學生回答出“力的方向是向下的.”
實驗二:教師向上拋出一個小球,請同學們認真觀察小球整個運動過程中的情況.
教師進行實驗,反復幾次,請同學敘述觀察到的現(xiàn)象.
提問:為什么小球在拋出以后運動的速度越來越慢,為什么小球會改變運動方向?
在學生回答的基礎上指出:以上現(xiàn)象都說明小球受到了一個向下的力,一個物體受到力的作用,一定有另外的物體對它施加這種作用.拋出小球以后、小球向上運動,速度越來越慢.上升到一定高度改變運動方向,向下運動,而且速度越來越快.產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是由于小球受到了地球的吸引而受到了力.這個力我們叫它重力.
。ǘ┬抡n教學
1.重力的方向
老師:放在講桌上的粉筆盒、板擦,同學們課桌上放的書、鉛筆盒,以及桌子、椅子,包括我們自己在內(nèi)受不受重力?
。蹖W生]都受到重力.
[老師]重力的施力物體是誰?
。蹖W生]是地球.
。劾蠋煟菰诘孛娓浇袥]有不受重力的物體?
[學生]沒有.
。劾蠋煟菡埻瑢W們看一下,在鐵架臺的橫桿上用線掛著幾個物體,有重錘、有砝碼.懸掛物體的線自由下垂的方向,剛才我們看到的小球自由落下的方向,一致不一致?
。蹖W生]這些方向都是一樣的.
我們把這個方向叫豎直向下,所以重力的方向是豎直向下的.
2.重力的大小
日常生活經(jīng)驗告訴我們,重力是有大小的,這里有兩個金屬球,一個大一個小,我們請一位同學到前面來把這兩個金屬球放在手心感覺一下.
請一位同學到前邊來拿起金屬球.
。劾蠋煟葸@兩個金屬球哪個質(zhì)量大?
。蹖W生]大金屬球.
。劾蠋煟莞鶕(jù)你日常生活中的經(jīng)驗,哪個金屬球的重力大?
。蹖W生]大球.
。劾蠋煟萁饘偾虻闹亓退馁|(zhì)量是什么關系?
。蹖W生]質(zhì)量越大的金屬球,它的重力也越大.
[老師]回答的很對,但這只是一個定性的結論,下面我們定量的研究這個問題.在研究這個問題之前我們先要明確一下,物體所受重力的大小可以用彈簧秤來測量,(把大小兩個金屬球用膠條固定兩根小線,并掛在兩個彈簧秤上)大金屬球彈簧秤示數(shù)大,掛小金屬球的彈簧秤示數(shù)小,彈簧秤的讀數(shù)就等于物體的重力.我們每個同學的課桌上有一個彈簧秤和3個100g的鉤碼,請同學們分別測出100g、200g、300g的鉤碼所受的重力,并計算出重力跟質(zhì)量的比值,把測量值和計算結果填在教材P96的表格中.下面開始實驗.
實驗過程中教師在同學中巡視,進行指導,了解實驗情況,實驗結束后請同學說出自己測出的三次重力值和物體的重力與它的質(zhì)量的比值,將學生測得的值寫在黑板上.由于彈簧秤不十分精確以及測量中不可避免的誤差,計算出的比值不會正好等于9.8N/g.應要求學生實事求是的說出自己的測量值,教師引導學生分析數(shù)值不準確的原因.
大量的實驗和我們?nèi)粘I钪械慕?jīng)驗都告訴我們,質(zhì)量增大幾倍,重力也增大幾倍、物體的重力與質(zhì)量成正比,它們的比值是9.8N/g,如果用G表示重力,表示質(zhì)量,g表示9.8N/g,那么重力與質(zhì)量的`關系可以寫成如下表達式.
請同學考慮一下g=9.8N/g,它的物理意義是什么?
質(zhì)量是1g的物體,受到的重力是9.8N.(這個結論如果學生一時說不出,教師應通過對實驗結果的分析逐步進行引導)
利用這個公式,我們可以已知質(zhì)量計算出物體的重力,也可以已知重力求出物體的質(zhì)
量.但計算中要注意質(zhì)量的單位用千克,計算出重力的單位是牛.下面請同學們計算一下,質(zhì)量是450g的物體重力是多少?
學生練習,教師巡視,練習結束后請學生說出計算過程,教師將學生回答內(nèi)容寫在黑板上,最后形成正確解題過程的板書.
例題質(zhì)量是450g的物體受到的重力是多少?
已知
求G=?
解
答物體受到的重力是4.41N.
4.重心
請同學們把直尺、鋼筆、鉛筆放在手指上并且讓它們能靜止不動.
學生進行小實驗,實驗結束后教師提問.
是不是隨便怎么放,直尺、鋼筆等物品都可以在手指上靜止不動.
不是,對每一樣東西總是有一個固定的位置.
這個實驗告訴我們,物體受到的重力可以看成集中在一個點上,如果這個點正好在手指中間的位置,物體就可以不掉下來,這點是重力在物體上的作用點,我們叫它重心.
老師:剛才實驗中同學們是否注意到,直尺重心的位置與鋼筆、圓珠筆等物體重心的位置有什么不同,沒注意的同學可以再試一下.
。蹖W生]直尺重心的位置正好在中間的位置,鋼筆、圓珠筆就不在中間.
。劾蠋煟萃瑢W們觀察的很好,這說明物體重心的位置與物體的形狀,材料是否均勻有關.
外形規(guī)則,密度均勻的物體的重心就在它的幾何中心,如球心、圓心、正方形對角線的交點.
現(xiàn)在同學們的課桌上都有兩塊不規(guī)則的紙板,大家能不能想一個辦法,迅速、準確的找到它重心的位置.
組織學生討論,最后引導大家利用重力的方向豎直向下這一物理規(guī)律,利用幾何中兩條
直線相交確定一個點的數(shù)學規(guī)律歸納出用吊線法來確定不規(guī)則物體重心的位置.
(三)總結、擴展
今天我們研究了重力,實際研究了兩個問題,首先,我們研究了什么是重力,重力的概念比較復雜,初中只能作一般的了解.17世紀末,英國科學家牛頓在前人研究的基礎上發(fā)現(xiàn),任何兩個物體之間都存在引力,引力的大小與兩個物體質(zhì)量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比,這個引力稱之為萬有引力,地球與物體之間的萬有引力就是一般我們所說的地球引力,但是一般地說重力并不等于地球引力,所以我們的教材中在講重力時只說“物體由于地球吸引而受到的力叫做重力”,并沒講重力就是地球的吸引力,也沒有給出重力的定義.由于這個問題比較復雜,今后到高中還要作進一步研究.今天研究的第二個問題是重力的三要素,即重力大小的計算、重力的方向、重力的作用點.這三個問題對于今后學習物理十分重要,因此一定要掌握.
《重力》教案15
設計思路
《重力勢能》一節(jié)新教材與舊教材相比有很大變化。教材首先從重力做功開始,討論物體豎直向下運動、沿傾斜直線向下運動、以至物體沿任意路徑向下運動幾種情況的重力做功,利用極限思想,嚴格證明了重力對物體做功與路徑無關。分析“mgh”是一個具有特殊意義的物理量,來定義重力勢能。然后再分析重力勢能的變化和重力做功的關系,再講重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。這樣將重力勢能的講法準確了,也加深了,思路比較清晰。
本節(jié)課內(nèi)容既是重點又是難點,學生在一節(jié)課內(nèi)不容易全面理解和掌握,教學中不宜追求多而全,可以在后續(xù)課程中逐漸理解與加深。
教學過程中可以多舉身邊的實際例子,由簡單的現(xiàn)象如自由落體等進行分析,便于得出結論,學生也容易接受。
教法上教師應充分調(diào)動學生的思維,使學生始終處于學習的主體,激發(fā)探究意識和學習的積極性。
教學目標
1、知識與技能
(1)理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義進行計算;
(2)理解重力勢能的變化和重力做功的關系,知道重力做功與路徑無關;
(3)知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
2、過程與方法
。1)根據(jù)已有的知識,利用極限的思想證明重力做功與路徑無關;
。2)根據(jù)功和能的關系,推導重力勢能的表達式。使學生體會知識建立的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀:從對生活中有關的物理現(xiàn)象觀察、對已有知識的掌握得到物理結論,激發(fā)和培養(yǎng)
學生探索自然規(guī)律的興趣。
教學重點:
重力做功與路徑無關,重力勢能的概念,重力勢能的變化和重力做功的關系。
教學難點:
重力勢能的變化和重力做功的關系,重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
教學內(nèi)容:
第四節(jié)重力勢能
。ㄒ唬┮胄抡n
問題1:水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的,水是利用什么來發(fā)電的呢?高處的石頭欲落下,你為什么害怕,急于要躲開呢?(物體由于被舉高而具有重力勢能。)
問題2:怎么樣認識重力勢能呢?
演示:粉筆在豎直方向上的運動。(引導學生分析粉筆上升和下降過程重力做功與重力勢能的變化)
功與能是兩個密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化,重力勢能發(fā)生變化,重力要做功。我們認識重力勢能,不能脫離重力做功的研究。
。ǘ┻M行新課
本節(jié)課就從重力做功的研究入手,來認識重力勢能。
1、重力做功
根據(jù)功的計算公式分別計算甲、乙、丙三種情況中小球由A到B過程中重力所做的功。
過程甲、乙結果為:Wmg=mgh=mgh1-mgh2
過程丙:物體沿任意路徑向下運動情況,學生會感到困難。在分析過程中要體現(xiàn)出極限思想,主要強調(diào)的是科學方法。思路為:逐步提出問題,引發(fā)學生思考并逐步進行分析計算。
(1)物體沿曲線運動,就已有的知識,重力做功能求出嗎?(不能)怎么辦?
。2)想一想我們能夠解決的是什么樣的情況?(物體沿直線運動過程重力做功,可以根據(jù)過程甲乙的計算結果進行計算。)
。3)回憶前面學習過的方法,可不可以變曲為直呢,怎么變?(將整個路徑分成許多很短的間隔)
(4)怎么樣來進一步計算重力的.做功?(W=W1+ W2+ W3+…)這一過程中,教師聽取學生匯報,點評,解答學生可能提出的問題。
根據(jù)上面的分析,歸納總結出解決問題的方法是:把整個路徑分成許多很短的間隔;由于每一段很小很小,都可以近似看作一段傾斜直線;分別求出物體通過每一小段傾斜直線時重力所做的功;物體通過整個路徑時重力所做的功,等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和。先猜想以下結果可能是什么樣的?有沒有依據(jù),
A A A h A3 A1 A2 h1 B丙
△h1 △h2 △h3 h h1 h2 B甲
B乙
h2還是一種感覺?然后再進行計算,自己檢驗你的猜想。結果:Wmg=mgh=mgh1-mgh2
結論:物體運動時,重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關,而跟物體運動的路徑無關。
2、重力勢能
重力勢能應該與那些量有關?如果輕重不同的石頭從同一高度下來砸到腳上,感覺怎樣?同一塊石頭從不同高度下來,砸到腳上,感覺又如何?分析出重力勢能應該與重力、高度有關。
分析表達式:Wmg=mgh=mgh1-mgh2重力做功的大小等于物重跟起點高度的乘積mgh1與終點的mgh2兩者之差,觀察重力mg與所處位置的高度h的乘積“mgh”看出,
。1)與重力做功密切相關;
(2)隨高度變化而變化,恰與勢能的基本特征一致。
這是一個具有特殊意義的物理量。
。1)定義:地球上的物體具有的和它的高度有關的能量,叫做重力勢能。
。2)表達式:Ep=mgh即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。
。3)重力勢能為標量。
。4)單位:1J=1kg·m/s·m=1Nm
2
1 h
h1 2 h2舉例計算如圖小球在1和2位置的重力勢能。(m=10kg,h1=3m,h2=1m)
3、重力勢能的變化和重力做功的關系
問題1:定性分析上圖中小球從1→2和從2→1過程中,重力做功情況,重力勢能變化情況?
問題2:定量分析重力勢能的變化和重力做功的關系?
結合上面的具體數(shù)值,計算重力勢能的變化值,和重力做功的數(shù)值,首先建立一個數(shù)量上的概念。
分析:Wmg= mgh1-mgh2式中:Wmg為重力做功;EP1=mgh1為初位置的重力勢能;EP2=mgh2為末位置的重力勢能。
重力勢能的變化表示為:△EP= EP2- EP1則:Wmg= —(EP2—EP1)= —△EP
問題3:小球沿光滑斜面下滑到底端,計算重力做功。
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