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重力与重心讲课稿

来源:网络收集 时间:2020-06-19 下载这篇文档 手机版
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重力与重心

课题: 重力与重心 课时安排:1课时 课标要求:力的概念,用力的图示描绘力,重力的大小及其测量 , 重心与稳定的关系 。 知识与技能: 1.学会用力的三要素来表达一个力。 2.知道重力是如何产生的,知道重力的大小、方向和作用点。知道在不同纬度的g的取值是不一样的 3.知道重心的概念.与物体稳定相关的两个因素。 过程与方法: 三维1、 了解寻找物体重心的方法:一是支撑法、二是悬挂法、三是实验测量或计算 目标 2、 理解质量分布均匀的物体,重心的位置跟物体的形状有关;质量分布不均匀的物体,它们的重心除了跟形状有关,还与物体质量的分布情况有关;理解物体的重心会随形状和物体质量的变化而变化; 3、 通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法。 情感、态度与价值观: 1、 通过学生的动脑、动手、观察,培养学生观察事物、分析问题的能力.; 2、 通过观察和了解重力的有趣现象,感受自然界的奥秘,发展对科学的好奇心和求知欲。 教学重点: 1、重力的概念及重力与质量的关系G=mg,不同的纬度、高度的g取值是不一样的。 2、重心的测量及其在实践中的应用 3、物体稳定的有关因素 教学难点: 1、重力的方向及应用. 2、物体稳定的有关因素 教学辅助手段:多媒体,实验演示(重力的方向、重心的确定以及影响稳度的因素) 教学过程: 一、力的描述 1、复习 师:同学们,我们都知道,力与我们的生活密不可分,生活中到处存在力的现象。初中我们已经学过了力的相关知识,力是什么?? 生:??(力是物体对物体间的相互作用。) 师:力的单位是牛顿,简称牛,用符号N表示。力是矢量,有大小有方向。 师:手用力拍肩膀,肩膀受到了手的力,肩膀会痛,说明肩膀是受力物体,手是施力物体;可是手也会痛,说明什么?? 生:??(对于手来讲,手是受力物体,肩膀是施力物体。) 师:也就是说力是成对出现的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。 师:我们还知道力的作用效果是使物体发生形变,或者使物体的运动状态发生改变。谁能分别举两个例子? 生:??(捏面包,扔粉笔) 师:嗯,很好,那么力的作用效果与什么因素有关呢? 生:拉弹簧(大小)、压和拉弹簧(方向)、顶书(作用点)。 师:力的大小、方向、作用点称为力的三要素。要认识一个力就要认识它的三要素;要描述一个力,也要描述它的三要素。 2、画力的图示 师:初中我们学习了用力的示意图来表示力,大家记不记得? 生:???? 师:我举个例子:绳子对物体竖直向上的拉力大小为150N,这个拉力的示意图是怎样的? 生:???? 师:是不是就这样啊,这是力的作用点,这是受到的拉力。那如果老师把这个力的大小改成180N,要怎么画呢? 生:????(把力画长一点) 师:这样子,画是画出来了,可是我怎么觉得这个180N的力和这个150N的力长得那么像呢?同学们有没有什么好办法把它俩区别开呢? 生:???? 师:我听到有同学说,写上大小。嗯,这也行。不过我这里有一种更好的办法。用老师这种办法描述力,可以准确的体现力的三要素,它就是力的图示法。 师:还是这个例子,现在老师就用力的图示法来一步一步描述出这个150N拉力的三要素。 师:首先 (1) 我们选定标度(要用多长的线段来表示多少牛顿的力,这里老师取这样一段来表示50N的力) (2) 找出力的作用点。绳子是这样子拉物体,力作用在这里,这个点就是拉力的作用点。 (3) 确定力的方向。绳子是竖直向上拉物体,从作用点,沿力的方向——也就是竖直向上画一条射线。 (4) 确定力的大小。我们的力是150N,也就是三个单位标度。我们截取三个单位标度表示力的大小。 (5) 在线段的终点上沿力的方向标出箭头。 好,这样拉力的图示就画好了,大家一起来找找,它的三要素在哪里。 生:????(大小(看标度)、方向(是沿这个方向)、作用点(在这里)) 师:这里如果我不选50N,我选9N,行吗? 生:不是150N的整数倍,画出来也分辨不清; 师:1N。 生:标度太小,头发都画白了。 师:所以,标度的选择,要根据实际情况尽量取整数倍,同时为了作图方便和美观,我们要灵活处理,一般呢,用2-5段的单位标度来表示所要描述的力的大小。 下面我们来做两个练习。 练习2:某人用810N的力沿水平线成30°角斜向右上方拉一辆小车。 我们请两位同学来黑板上画出力的图示,其他同学做在课堂练习本上。 生:???? 师:力的图示通常用于力的大小的比较或力的合成等方面,平常的受力分析我们就用力的示意图即可。 二、重力及其测量 1、重力及其大小 师:好,学习了力的表示方法,下面我们来一起研究生活中最常见的力——重力。哪位同学能够用语言描述一下,重力是怎样产生的呢? 生:????(由于地球的吸引而产生的。) 师:嗯,很好!重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。也就是说,重力的受力物体是靠近地球的物体,施力物体是地球,准确的说,重力是地球引力的一个分力。物理上把物体受到的重力的大小简称为物重,用G表示,单位“N”。 今天我们就从重力的三个要素入手来一步一步研究重力。首先我们要怎么得到某个物体的物重的呢? 生:如果知道物体的质量就可以用重力公式 G=mg。 师:没错。式中的式中的m是质量,单位kg;比例系数g=9.8N/kg,表示的意义是1kg的物体受到的重力是9.8N。其实这里的g和重力加速度g是同一个物理量。因此g值会随地球上纬度和高度的改变而改变。纬度越高,g值越大;海拔越高,g值越小。 师:在实验室中,我们通常使用弹簧测力计来测物重。测量时应注意什么? 生:????(1、手应抓住弹簧秤的挂钩,而不是边框;2、测量时弹簧秤和物体必须保持静止。) 师:测量时为什么要保持弹簧秤和物体静止呢? 生:??(事实上,弹簧测力计直接测的是物体对弹簧测力计的拉力,只有当弹簧测力计和物体静止时,根据二力平衡,此时物体对弹簧秤的拉力才等于物体受到的重力,这样就间接测量出了物重。) 师:回答得很正确。 2、重力的方向 师:好,刚才我们已经知道怎么测量重力的大小了。那我们该如何确定重力的方向呢? 生:????(竖直向下) 师:那什么是竖直向下呢? 生:????(竖直向下指的是垂直于水平面向下。) 师:老师在这个铁架台上固定一个挂有重物的线,这个就是重垂线,重垂线是与重力方向一致的线,利用重垂线我们可以检查物体是否竖直或水平放置。老师这里还有一个透明的装水容器,我把它放在这个平板上。此时,我们可以看到重力方向与水平面是垂直的,也和支持面垂直。现在我把平板的一端垫高,诶,我们发现重力方向还是与水平面垂直,但是不与支持面垂直。如果把支持面认为是地面的话,竖直就是与水平面垂直,但是不一定与地面垂直,因此重力的方向是竖直向下,而不能说是垂直向下的。 现在来画一画这些物体所受重力的示意图。 3、重力的作用点 师:好,重力的方向我们也搞清楚了。那重力的作用点呢?同学们看,这根粉笔有没有受到重力的作用呢? 生:????(有。) 师:那重力的作用点在哪里呢? 生:????(粉笔上的每一个点都受到了重力的作用。) 师:也就是说物体的各部分都受到重力,但是如果把粉笔分成好几段,一段一段的来研究它受到的重力,却又很麻烦。那这要怎么办? 生:???? 师:当研究重力对一物体的作用效果时,我们可以把物体各部分受到的重力集中作用到一点上,这个点就是重力的作用点,也叫做物体的重心。重力作用集中于一点并不是说只有这一点有重力,而是我们用了等效代替法,从效果上把这些力的所有效果都化在物体的某一个位置,也就是重心。 4、找重心 师:同学们注意了,任何一个物体都有重心,而且只有一个重心。那物体重心的位置该如何确定呢? 生:???? 师:我们分两种情况进行讨论。第一种情况,当物体质量分布均匀时,重心位置只与物体的形状有关。对于形状规则的物体,如果是中心对称的,对称中心就是物体的重心。例如这几个实心的物体,圆板、铅球、圆柱体,它们的重心都在?? 生:??(几何中心。) 师:现在把它们挖成空心,圆环、篮球、圆筒,这三个空心物体还是中心对称的,所以重心还是在?? 生:??(几何中心。) 师:所以,我们还可以知道重心既可以在物体上,也可以不在物体上。 师:而像轴对称的碗、碟等,它们的对称轴就是重力作用线,重心就在?? 生:对称轴上, 师:对了,那到底在对称轴上的哪一点,还要根据具体情况加以判断。 师:第二种情况,质量分布不均匀的物体,重心的位置不但与形状有关,还与物体的质量分布情况有关。想确切知道质量分布不均匀或者均匀但形状不规则物体的重心,要通过实验测定,或者复杂的数学运算得出。下面我就举一个用实验测定法找重心的例子。现在我们找找这块形状不规则的薄板的重心。薄板的重心位置可以用悬挂法求出。 师:首先,找一个悬挂点用细绳将薄板悬挂起来,薄板在重力和细绳拉力的作用下处于静止状态。我们知道此时拉力和重力一定是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上的,拉力的方向沿着细绳的方向,重心呢一定在细绳所在的直线上。接着我们把细绳所在的直线描出来,再换一个悬挂点,同样描出细绳所在的直线。看!我们得到了一个交点,这个点就是薄板的重心。那哪位同学能告诉老师为什么我们可以利用这个方法来测得重心吗? 生:???? (重力的方向是竖直向下的,重心是重力的作用点,肯定在重力的作用线上,而重心只有一个,所以是两条线的交点。) 师:很好,同学们课后就可以用悬挂法测一下你们身边物体的重心。而较为复杂的物体,我们就要通过其它方法,如数学运算得出了。 师:一个物体只有一个重心,那同学们思考一下,物体重心的位置是不变的吗? 生:?? 师:大家看,这是一根粗细均匀的铁丝,它的重心在对称中心即中点上,如果把它弯曲成一个圆环,那么现在重心在哪里呢?

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