重力的三要素

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重力

教学目标

知识目标

1．知道什么是重力、重力的方向、重心．

2．理解重力的大小跟质量成正比，会用公式计算重力．

能力目标

1．通过上节力的三要素的学习引入重力的三要素，培养学生学习的

迁移能力．

2．培养学生分析、解决问题的能力．

情感目标

通过讲解重垂线和重心，培养学生尊重物理事实，应用物理知识解决

实际问题的科学探究精神．

教学建议

教材分析

本节是在前三节内容的基础上，研究最常见的力——重力．教材

通过“苹果落地”和“抛出去的石块向地面下落”两个例子使学生认

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识重力的存在．然后用实验研究物体所受重力的大小跟质量的关系，

方法是用弹簧测力计测出质量成倍数关系的钩码所受到的重力的大

小，算出每次测得的重力的大小跟质量的比值，由此得出重力跟质量

成正比，质量增大几倍，重力也增大几倍．并由此关系，得出重力的

计算公式．

关于重力的方向，教材说明用一根线把物体悬挂起来，物体静止

时，线的方向就是重力的方向，所以重力的方向总是竖直向下的．这

种讲法比直接告诉学生重力的方向是竖直向下的更符合逻辑．

由于物体重心的位置跟形状、质量分布情况有关，教材关于重心

的问题只做了简单介绍．

本节后面的“想想议议”中的问题，目的在于让学生正确理解地

球上不同地方的重力方向是不同的，都是指向地球中心的．

有关“重力的方向”的教学建议

可让学生通过观察并认识物体自由下落的方向、悬挂物体的线自

由下垂的方向就是重力的方向．人们把这个方向叫做竖直方向，所以

重力的方向是竖直向下的．

学生常常把重力的方向误认为踉接触面垂直．为了纠正这种错误，

在讲授重力的方向时可以做以下的实验：让学生观察两条重垂线的方

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向，看它们是否相同？重垂线与水平桌面、斜面的方向是否垂直？

为了让学生了解重垂线在建筑中的作用，课后可以让学生利用重

垂线校准墙壁是否竖直（看重垂线是否与墙壁平行），窗台、桌面是

否水平（看重垂线是否与窗台、桌面垂直）．

有关“重力的概念”的教学建议

为了提高学生的学习兴趣，培养观察思考能力，建议教学中可以

演示下面的小实验：手中的小球离开手以后，竖直下落；杯中的水从

高处流往低处；小球在桌面上滚到桌边后要落地……等等，让学生分

析产生这些现象的原因．通过讨论，学生不难得出，物体都是由高处

落到低处，产生这些现象的原因是由于它们都受到地球的吸引力．这

时再总结出：地面上的一切物体，都要受到地球的引力，由于地球吸

引而使物体受到的力叫做重力．再让学生列举出他们在日常生活中观

察到的物体受到重力的种种现象．这样既可加深学生对重力的理解，

又可培养学生观察思考的习惯．

教学设计示例

重点、难点分析

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1．重力

重力的概念比较复杂，而且比较抽象．由于学生在日常生活中

对重力有一些模糊的认识，而且有些认识是不科学的，例如有的学生

认为重力是物体自己施加的，这样给教学造成一定的困难．因而在进

行“重力”这部分内容的教学时应从以下几个方面分层次进行．

（1）从观察入手，手中的物体离开手以后竖直下落，而且速度

越来越快；向上抛出的小球在上升过程中速度越来越慢，升高到一定

高度改变运动方向向下降落．共4页，当前第1页1234

（2）分析思考，物体下落速度越来越快，向上抛出的物体速度

越来越慢，物体升高到一定高度改变运动方向，都是物体的运动状态

发生了改变，由于力可以改变物体的运动状态，说明物体受到了力的

作用．

（3）物体下降时速度越来越快，向上抛出时越来越慢，升高到

一定高度改变了运动方向，说明物体受到了向下的力．

（4）有受力物体必然有施力物体，这个施力物体就是地球，是

由于地球的吸引而使物体受到了力．由此得出重力的概念．

2．重力的方向竖直向下

关于重力的方向，在学生中易出现两个错误说法：一是把竖直

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向下说成垂直向下，或者误认为与接触面垂直．由于学生对放在斜面

上的物体可以沿斜面下滑有感性认识，因此认为这时重力的方向是沿

斜面向下的，为了解决上述学生中的问题，建议在教学中采取以下方

法．

（1）认真观察物体自由下落的方向，悬挂物体的线自由下垂的

方向，然后向学生明确，这个方向被人们称为竖直方向，所以重力的

方向竖直向下．

（2）从数学知识可以知道，垂直是两条线、两个平面，或者是

线与平面之间的位置关系，但是重垂线的方向与水平桌面垂直、与斜

面不垂直，因此讲垂直向下或者讲与接触面垂直是错误的．

3．重心

重力在物体上的作用点，叫做物体的重心，当一个物体的几何形

状及质量分布不发生改变时，它的重心位置相对物体来说也是确定的，

并不随物体放置的位置改变而改变．但如果形状发生了变化，其重心

位置一般也将发生改变，如一个人在运动时其重心位置就会不断发生

变化．

分布均匀，形状规则的物体其重心在其几何中心，如球形，正方

体，圆柱体等．

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重心的位置不一定都在物体上，例如一个圆环其重心就不在环上，

而在圆心上．

对于不规则的物体，其重心可以采用悬挂法来确定．

师生互动活动设计

1．观察手中的物体离开手后自由下落，向上抛出的物体速度越

来越慢最后改变方向自由下落，通过分析这些现象得出重力的概念．

2．通过实验得出重力与质量的关系

3．通过观察、分析、讨论认识重力的方向是竖直向下的．

4．小实验，确定重心的位置．

课时安排1课时

教具学具准备重垂线、弹簧秤、钩码

教学设计示例

（一）导入新课

实验一：教师将小球放在手中，松开手，请同学们观察松开手以

后小球如何运动？它的运动状态变了没有？为什么会发生这些现象？

教师进行实验，反复几次，然后请同学回答上述问题．

小球下落，它的速度越来越快，它的运动状态发生了变化．由

于力可以改变物体的运动状态，可见小球受到了力的作用．

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在教师的引导下，由学生回答出“力的方向是向下的．”

实验二：教师向上抛出一个小球，请同学们认真观察小球整个

运动过程中的情况．

教师进行实验，反复几次，请同学叙述观察到的现象．

提问：为什么小球在抛出以后运动的速度越来越慢，为什么小

球会改变运动方向？

在学生回答的基础上指出：以上现象都说明小球受到了一个向下

的力，一个物体受到力的作用，一定有另外的物体对它施加这种作

用．抛出小球以后、小球向上运动，速度越来越慢．上升到一定高度

改变运动方向，向下运动，而且速度越来越快．产生上述现象的原因

是由于小球受到了地球的吸引而受到了力．这个力我们叫它重力．共

4页，当前第2页1234

（二）新课教学

1．重力的方向

老师：放在讲桌上的粉笔盒、板擦，同学们课桌上放的书、铅笔

盒，以及桌子、椅子，包括我们自己在内受不受重力？

［学生］都受到重力．

［老师］重力的施力物体是谁？

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［学生］是地球．

［老师］在地面附近有没有不受重力的物体？

［学生］没有．

［老师］请同学们看一下，在铁架台的横杆上用线挂着几个物体，

有重锤、有砝码．悬挂物体的线自由下垂的方向，刚才我们看到的小

球自由落下的方向，一致不一致？

［学生］这些方向都是一样的．

我们把这个方向叫竖直向下，所以重力的方向是竖直向下的．

2．重力的大小

日常生活经验告诉我们，重力是有大小的，这里有两个金属球，

一个大一个小，我们请一位同学到前面来把这两个金属球放在手心感

觉一下．

请一位同学到前边来拿起金属球．

［老师］这两个金属球哪个质量大？

［学生］大金属球．

［老师］根据你日常生活中的经验，哪个金属球的重力大？

［学生］大球．

［老师］金属球的重力和它的质量是什么关系？

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［学生］质量越大的金属球，它的重力也越大．

［老师］回答的很对，但这只是一个定性的结论，下面我们定量

的研究这个问题．在研究这个问题之前我们先要明确一下，物体所受

重力的大小可以用弹簧秤来测量，（把大小两个金属球用胶条固定两

根小线，并挂在两个弹簧秤上）大金属球弹簧秤示数大，挂小金属球

的弹簧秤示数小，弹簧秤的读数就等于物体的重力．我们每个同学的

课桌上有一个弹簧秤和3个100g的钩码，请同学们分别测出100g、

200g、300g的钩码所受的重力，并计算出重力跟质量的比值，把测

量值和计算结果填在教材p96的表格中．下面开始实验．

实验过程中教师在同学中巡视，进行指导，了解实验情况，实验

结束后请同学说出自己测出的三次重力值和物体的重力与它的质量

的比值，将学生测得的值写在黑板上．由于弹簧秤不十分精确以及测

量中不可避免的误差，计算出的比值不会正好等于9.8n／kg．应要求

学生实事求是的说出自己的测量值，教师引导学生分析数值不准确的

原因．

大量的实验和我们日常生活中的经验都告诉我们，质量增大几倍，重

力也增大几倍、物体的重力与质量成正比，它们的比值是9.8n/kg，

如果用g表示重力，m表示质量，g表示9.8n/kg，那么重力与质量的

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关系可以写成如下表达式．

请同学考虑一下g=9.8n/kg，它的物理意义是什么？

质量是1kg的物体，受到的重力是9.8n．（这个结论如果学生一

时说不出，教师应通过对实验结果的分析逐步进行引导）

利用这个公式，我们可以已知质量计算出物体的重力，也可以

已知重力求出物体的质

量．但计算中要注意质量的单位用千克，计算出重力的单位是

牛．下面请同学们计算一下，质量是450g的物体重力是多少？

学生练习，教师巡视，练习结束后请学生说出计算过程，教师

将学生回答内容写在黑板上，最后形成正确解题过程的板书．

例题质量是450g的物体受到的重力是多少？

已知

求g＝？共4页，当前第3页1234

解

答物体受到的重力是4.41n．

4．重心

请同学们把直尺、钢笔、铅笔放在手指上并且让它们能静止不动．

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学生进行小实验，实验结束后教师提问．

是不是随便怎么放，直尺、钢笔等物品都可以在手指上静止不

动．

不是，对每一样东西总是有一个固定的位置．

这个实验告诉我们，物体受到的重力可以看成集中在一个点上，

如果这个点正好在手指中间的位置，物体就可以不掉下来，这点是重

力在物体上的作用点，我们叫它重心．

老师：刚才实验中同学们是否注意到，直尺重心的位置与钢笔、

圆珠笔等物体重心的位置有什么不同，没注意的同学可以再试一下．

［学生］直尺重心的位置正好在中间的位置，钢笔、圆珠笔就

不在中间．

［老师］同学们观察的很好，这说明物体重心的位置与物体的

形状，材料是否均匀有关．

外形规则，密度均匀的物体的重心就在它的几何中心，如球心、

圆心、正方形对角线的交点．

现在同学们的课桌上都有两块不规则的纸板，大家能不能想一个

办法，迅速、准确的找到它重心的位置．

组织学生讨论，最后引导大家利用重力的方向竖直向下这一物

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理规律，利用几何中两条

直线相交确定一个点的数学规律归纳出用吊线法来确定不规则

物体重心的位置．

（三）总结、扩展

今天我们研究了重力，实际研究了两个问题，首先，我们研究了

什么是重力，重力的概念比较复杂，初中只能作一般的了解．17世

纪末，英国科学家牛顿在前人研究的基础上发现，任何两个物体之间

都存在引力，引力的大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们之间

距离的平方成反比，这个引力称之为万有引力，地球与物体之间的万

有引力就是一般我们所说的地球引力，但是一般地说重力并不等于地

球引力，所以我们的教材中在讲重力时只说“物体由于地球吸引而受

到的力叫做重力”，并没讲重力就是地球的吸引力，也没有给出重力

的定义．由于这个问题比较复杂，今后到高中还要作进一步研究．今

天研究的第二个问题是重力的三要素，即重力大小的计算、重力的方

向、重力的作用点．这三个问题对于今后学习物理十分重要，因此一

定要掌握．

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探究活动

登月报告

【课题】关于失重的资料和登月资料

【组织形式】个人或自由结组

【活动流程】

制订子课题；制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得

出一些结论；评估；交流与合作．

【参考方案】查找有关登月的资料和失重的资料．

【备注】1、网上查找的资料要有学习的过程记录．

2、和其他成员交流，发现共性和差异．

3、发现新问题．

重力的应用与克服

【课题】探究人类应用重力知识与克服重力影响的实例

【组织形式】个人或自由结组

【活动流程】

制订子课题；制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得

出一些结论；评估；交流与合作．

【参考方案】查找有关航空航天新技术的资料和建筑方面的资料．

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【备注】1、网上查找的资料要有学习的过程记录．

2、和其他成员交流，发现共性和差异．

3、发现新问题．