重力与重心讲课稿

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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