重力的三要素

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重力

教學目標

知識目標

1．知道什么是重力、重力的方向、重心．

2．理解重力的大小跟質量成正比，會用公式計算重力．

能力目標

1．通過上節力的三要素的學習引入重力的三要素，培養學生學習的

遷移能力．

2．培養學生分析、解決問題的能力．

情感目標

通過講解重垂線和重心，培養學生尊重物理事實，應用物理知識解決

實際問題的科學探究精神．

教學建議

教材分析

本節是在前三節內容的基礎上，研究最常見的力——重力．教材

通過“蘋果落地”和“拋出去的石塊向地面下落”兩個例子使學生認

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識重力的存在．然后用實驗研究物體所受重力的大小跟質量的關系，

方法是用彈簧測力計測出質量成倍數關系的鉤碼所受到的重力的大

小，算出每次測得的重力的大小跟質量的比值，由此得出重力跟質量

成正比，質量增大幾倍，重力也增大幾倍．并由此關系，得出重力的

計算公式．

關于重力的方向，教材說明用一根線把物體懸掛起來，物體靜止

時，線的方向就是重力的方向，所以重力的方向總是豎直向下的．這

種講法比直接告訴學生重力的方向是豎直向下的更符合邏輯．

由于物體重心的位置跟形狀、質量分布情況有關，教材關于重心

的問題只做了簡單介紹．

本節后面的“想想議議”中的問題，目的在于讓學生正確理解地

球上不同地方的重力方向是不同的，都是指向地球中心的．

有關“重力的方向”的教學建議

可讓學生通過觀察并認識物體自由下落的方向、懸掛物體的線自

由下垂的方向就是重力的方向．人們把這個方向叫做豎直方向，所以

重力的方向是豎直向下的．

學生常常把重力的方向誤認為踉接觸面垂直．為了糾正這種錯誤，

在講授重力的方向時可以做以下的實驗：讓學生觀察兩條重垂線的方

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向，看它們是否相同？重垂線與水平桌面、斜面的方向是否垂直？

為了讓學生了解重垂線在建筑中的作用，課后可以讓學生利用重

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（看重垂線是否與窗臺、桌面垂直）．

有關“重力的概念”的教學建議

為了提高學生的學習興趣，培養觀察思考能力，建議教學中可以

演示下面的小實驗：手中的小球離開手以后，豎直下落；杯中的水從

高處流往低處；小球在桌面上滾到桌邊后要落地……等等，讓學生分

析產生這些現象的原因．通過討論，學生不難得出，物體都是由高處

落到低處，產生這些現象的原因是由于它們都受到地球的吸引力．這

時再總結出：地面上的一切物體，都要受到地球的引力，由于地球吸

引而使物體受到的力叫做重力．再讓學生列舉出他們在日常生活中觀

察到的物體受到重力的種種現象．這樣既可加深學生對重力的理解，

又可培養學生觀察思考的習慣．

教學設計示例

重點、難點分析

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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．共4頁，當前第1頁1234

（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

發生了改變，由于力可以改變物體的運動狀態，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，在學生中易出現兩個錯誤說法：一是把豎直

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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

狀及質量分布不發生改變時，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．但如果形狀發生了變化，其重心

位置一般也將發生改變，如一個人在運動時其重心位置就會不斷發生

變化．

分布均勻，形狀規則的物體其重心在其幾何中心，如球形，正方

體，圓柱體等．

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重心的位置不一定都在物體上，例如一個圓環其重心就不在環上，

而在圓心上．

對于不規則的物體，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，通過分析這些現象得出重力的概念．

2．通過實驗得出重力與質量的關系

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

教學設計示例

（一）導入新課

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？它的運動狀態變了沒有？為什么會發生這些現象？

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，它的運動狀態發生了變化．由

于力可以改變物體的運動狀態，可見小球受到了力的作用．

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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．產生上述現象的原因

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．共

4頁，當前第2頁1234

（二）新課教學

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，包括我們自己在內受不受重力？

［學生］都受到重力．

［老師］重力的施力物體是誰？

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［學生］是地球．

［老師］在地面附近有沒有不受重力的物體？

［學生］沒有．

［老師］請同學們看一下，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？

［學生］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．

［老師］這兩個金屬球哪個質量大？

［學生］大金屬球．

［老師］根據你日常生活中的經驗，哪個金屬球的重力大？

［學生］大球．

［老師］金屬球的重力和它的質量是什么關系？

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［學生］質量越大的金屬球，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大，掛小金屬球

的彈簧秤示數小，彈簧秤的讀數就等于物體的重力．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／kg．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值不準確的

原因．

大量的實驗和我們日常生活中的經驗都告訴我們，質量增大幾倍，重

力也增大幾倍、物體的重力與質量成正比，它們的比值是9.8n/kg，

如果用g表示重力，m表示質量，g表示9.8n/kg，那么重力與質量的

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關系可以寫成如下表達式．

請同學考慮一下g=9.8n/kg，它的物理意義是什么？

質量是1kg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，我們可以已知質量計算出物體的重力，也可以

已知重力求出物體的質

量．但計算中要注意質量的單位用千克，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

將學生回答內容寫在黑板上，最后形成正確解題過程的板書．

例題質量是450g的物體受到的重力是多少？

已知

求g＝？共4頁，當前第3頁1234

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．

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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．

［學生］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．

［老師］同學們觀察的很好，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．

現在同學們的課桌上都有兩塊不規則的紙板，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

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理規律，利用幾何中兩條

直線相交確定一個點的數學規律歸納出用吊線法來確定不規則

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現，任何兩個物體之間

都存在引力，引力的大小與兩個物體質量的乘積成正比，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．

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探究活動

登月報告

【課題】關于失重的資料和登月資料

【組織形式】個人或自由結組

【活動流程】

制訂子課題；制訂查閱和查找方式；收集相關的材料；分析材料并得

出一些結論；評估；交流與合作．

【參考方案】查找有關登月的資料和失重的資料．

【備注】1、網上查找的資料要有學習的過程記錄．

2、和其他成員交流，發現共性和差異．

3、發現新問題．

重力的應用與克服

【課題】探究人類應用重力知識與克服重力影響的實例

【組織形式】個人或自由結組

【活動流程】

制訂子課題；制訂查閱和查找方式；收集相關的材料；分析材料并得

出一些結論；評估；交流與合作．

【參考方案】查找有關航空航天新技術的資料和建筑方面的資料．

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【備注】1、網上查找的資料要有學習的過程記錄．

2、和其他成員交流，發現共性和差異．

3、發現新問題．