【正文】 第十三章 力和機械 第一節(jié) 重力 (一 )學(xué)習(xí)目標 知識與技能目標： (1) 知道重力的產(chǎn)生； (2) 知道重力的大小和方向； (3) 知道重心的概念。 過程和方法目標： (1) 通過觀察和實驗感知重力； (2) 通過探究了解重力與質(zhì)量的關(guān)系。 情感、態(tài)度與價值觀目標： 明白每一項科研成果的取得都 是在前人成果的基礎(chǔ)上，通過 努力探索與研究而取得的。 教學(xué)過程 一、從月球為什么做繞著地球說起 指導(dǎo)學(xué)生做圖 1211所示的實驗：用一根細線拴一塊橡皮，甩起來，使橡皮繞手做圓周運動。 問學(xué)生：這時，你會不會覺得橡皮需要用 線拉住才不會跑掉？ 讓學(xué)生聯(lián)想：橡皮繞手做圓周運動時，需要用線拉住，也就是說，橡皮繞手做圓周運動時，需要一個力拉住才不會跑掉。天上的月亮繞地球轉(zhuǎn)動也不會拋掉，是不是也有一個力把它拉住呢？答案是肯定的。 教師：物理學(xué)家牛頓對類似的現(xiàn)象進行了研究： 牛頓認為，地球和月亮之間存在互相吸引的力，這個力跟地球吸引地面的物體，是同一種力。牛頓精心研究了歷史上很多科學(xué)家的研究成果，推而廣之，找到這樣一個真理：宇宙間任何兩個物體，在到天體，小到灰塵之間，都存在互相吸引的力，這就是尤有引力。 二、重力是怎么產(chǎn)生的？ 讓學(xué) 生看課文第 42頁圖 。 問題：為什么做蹦極運動時，人跳出去后總是向下落？ 還有為什么水總是向低處流？為什么吊燈會把懸繩拉緊、臺燈會壓著桌面？拋出去的物體都會落回地面？ 可從牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事啟發(fā)，讓學(xué)生將上述現(xiàn)象概括為：因為這些物體都受到地球的吸引。 教師：人們把由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力。 重力是由于地球?qū)Φ厍蛏衔矬w的吸引產(chǎn)生的。 三、重力的大小 教師：前面學(xué)習(xí)我們知道力作用效果與力的大小、方向和作用點三個要素有關(guān)。下面我們就對重力的三個要素進行研究。 重力有大小 教師：人們通常把重力說成重量。平時說的大人比小孩重，一桶水比一杯的水重等，實際上就是大人受的重力比小孩受的重力，一桶水受的重力比一杯水受的重力大。說一輛卡車比較重，一張紙比較輕就是指它們受的重力大小不同。 重力大小的測量 教師出示彈簧測力計讓學(xué)生觀察，告訴學(xué)生物體受到的重力可以用彈簧測力計來測量。把物體掛在彈簧測力計上，當物體靜止時彈簧測力計的示數(shù)就等于物體所受的重力。 探究：重力的大小跟什么因素有關(guān)系？ gmG ?(1) 讓學(xué)生做出關(guān)于影響重力大小因素的猜想，說明理由，填在課文第 43 頁上并與同學(xué)交流。 (2) 對學(xué)生提出猜想，教師讓學(xué)生自己設(shè)計實驗論證。 研究物體所受的重力跟物體質(zhì)量的關(guān)系。 把鉤逐個掛在彈簧測力計上，分別測出它們受到的重力，記錄在下面表格中。 質(zhì)量 m/kg 重力 G/N 讓學(xué)生以質(zhì)量為橫坐標，重力為縱坐標用實驗測量的數(shù)據(jù)描點。連接這些點，看看這些 點分布在一條什么樣的曲線上？你認為重力與質(zhì)量之間有什么關(guān)系？ 要求學(xué)生將根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的圖像和對重力與質(zhì)量關(guān)系的分析意見與其他同學(xué)交流。 讓學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算重力與質(zhì)量的比值，并用語言表述物體所受的重力跟它的質(zhì)量的關(guān)系。 (3)結(jié)論：物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。重力與質(zhì)量的比值大約是 。用 g 表示 這 個 比 值 ， 重 力 與 質(zhì) 量 的 關(guān) 系 可 以 寫 成 ： 或 G=mg 介紹符號的意義及單位： G―――重力―――牛頓（ N） m―――質(zhì)量―――千克 （ kg ） g=說明在要求不很精確的情況下，可取 g=10N/kg （ 4）用質(zhì)量相同密度（或體積）不同的物體掛在彈簧測力計下測量其受重力，驗證物體所受的重力與密度 (體積 )無關(guān)；用橡皮泥改變形狀來驗證物體所受的重力與形狀無關(guān)；將鐵環(huán)掛在彈簧 測力計下用酒精燈加熱使其溫度變化，來驗證物體所受的重力與溫度無關(guān) ?? 至于物體所受的重力與地理位置的關(guān)系。（有關(guān)系） 四、重力的方向 實驗：用細線把物體懸掛起來，掛在鐵架臺上。 引導(dǎo)學(xué)生用二力平衡條件分析：線對物體的拉力向上，物體靜止時拉力和重力平衡。所以重力和拉力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。因此，線的方向跟物體所受重力的方向一致，這個方向就是我們常說的“豎直向下”的方向。 由此可知：重力方向豎直向下。 五、重心 讓學(xué)生看課文第 45頁第一自然段，使學(xué)生知道：地球吸引物體的每一部分。但是 ，物體受到的重力可以看成集中在一個點上，這個點叫做物體的重心。 說明物體的重心位置跟物體的形狀、材料是否均勻等有關(guān)。 對于材料均勻形狀規(guī)則的物體，重心就是這一物體的幾何中心。如：均勻正方體的重心在它的中心，均勻球體的重心在它的球心，粗細均勻的木棒的重心在棒的中點等。 對于“不倒翁”現(xiàn)象：不倒翁不倒的原因是它的重心較低，并且重力的作用使它回到原來的位置。 對于走鋼絲演員表演時當身體出現(xiàn)不平衡時擺動桿的動作。走鋼絲演員的重心必須落在鋼絲上才不會傾倒，手中握有一根長桿是為了調(diào)整重心的方便。 六、萬有引 力與航天 萬有引力不需要物體接觸：萬有引力大小與互相吸引的物體的質(zhì)量有關(guān)；人類探索宇宙首先要擺脫地球引力，必須加大飛行速度，上一章給出第一宇宙速度 (7900m/s)即航天器擺脫地球引力沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度。 達標自查 宇宙間任何兩個物體之間都存在著互相吸引的力，這個力就是 ，月亮能繞地球運動而不跑掉就是受到 作用的結(jié)果。 蘋果從樹上下落，是因為受到 力的作用，它的運動方向就是 力的方向，我們把這個方向叫 。 通過把物體所受重力 的大小叫 ，它與物體的 有關(guān)系，這個關(guān)系用公式表示為 ， 用文字敘述為： 。 下面關(guān)于重力的說法中錯誤的是 ( ) A、地球上的所有物體都受重力的作用 B、重力作用不需要地球與物體相互接觸 C、玩具“不倒翁”不倒就是重力作用的結(jié)果 D、走鋼絲的運動員，手中都握有一根長桿是表演的需要 如果沒有重力，下列哪種現(xiàn)象不會發(fā)生 ( ) A、就不會有“人往 高處走，水往低處流”這一諺語 B、玻璃杯擲到地上不會破碎 C、傳統(tǒng)的體育比賽都失去了意義 D、“登天”不再是一件難事了 月球?qū)λ砻娴奈矬w也有引力，并且這個引力是地球的 1/6，一個在地球上能搬動 600N重的物體的人，在月球上能搬動 ( ) A、大于 600N重的物體 B、小于 600N重的物體 C、等于 600N重的物體 D、無法確定 一個質(zhì)量是 50kg 的同學(xué)，他重多少？如果要把他抱起來，你所用的力至少是多少牛？(g=10m/s2) 當你緊靠墻站立時，向前抬起一只腳，你會 。做做看，把前面的空填上，然后把你分析的原因?qū)懺谙旅妫? 原因： 。 能力提高 在日常生活和貿(mào)易中，質(zhì)量習(xí)慣稱為重量。請你舉兩個這方面的實例：① ② 。想想重量和質(zhì)量的區(qū)別 (至少說出兩點不同之處 )。 氫氣球脫手后會向上運動，說明氫氣球不受重力的作用，對嗎？設(shè)計一個實驗證明你的觀點。 1東北農(nóng)村有一種民間游戲， 用一根又粗又長的竹棒，把它豎立起來，用一只手托著就能讓它長時間不倒。有的還在竹棒頂端扎上彩帶進行表演。找一棒子試一試，看看是棒子越長越容易玩，還是越短越容易玩。當棒子向左倒，手應(yīng)向 移動，這其中應(yīng)用了什么物理知識？ 1小紅在家設(shè)計制作了一個儀器，豎直的木板與底板相互垂直，在豎直木板 的上部 O點釘一釘子，在釘子上系一根細繩，繩子的下端吊一小石子。 回答：這個儀器的可能用處是什么？為了方便使用，請你幫她作必要的修改和完善。 (畫草圖，并作必要的文字敘述。 ) 1人類要探索宇宙，首先要擺脫地球的引力。早在 1687年，牛頓就描述了實現(xiàn)飛離地球這一理想的途徑 加大飛行的速度。去查查資料，看看圍繞地球飛行所需要的速度是多大？圍繞太陽飛行所需的速度是多大？你能否舉一個例子，經(jīng)過推理而得出只要速度足夠大就可以繞地球飛行而不掉下來？ 第二節(jié) 彈力 (一 )學(xué)習(xí)目標 知識與技能目標 (1)知道什么是彈力，彈力產(chǎn)生的條件 (2)能正確使用彈簧測力計 (3)知道形變越大，彈力越大 過程和方法目標 (1) 通過觀察和實驗了解彈簧測力計的結(jié)構(gòu) (2) 通過自制彈簧測力計以及彈簧測力計的使用，掌握彈簧測力計的使用方法 情感、態(tài)度與價值目標 通過彈簧測力計的制作和使用，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和愛動手動腦的好習(xí)慣 (二 )學(xué)法點撥 做好“動手動腦學(xué)物理”中的第一題，從而真正體會彈力是怎樣產(chǎn)生的，是學(xué)好本節(jié)的基礎(chǔ)。然后再想想，我們生活中經(jīng)常說到的哪些力其實質(zhì)是彈力？如：拉力、壓力、支持力、重 力 、 推 力 、 摩 擦 力 等 ， 其 實 質(zhì) 是 彈 力 的有 。 教學(xué)過程 一、彈力 彈性和塑性 學(xué)生實驗，注意觀察所發(fā)生的現(xiàn)象： (1)如圖 1221所示，將一把直尺的兩端分別靠在書上，輕壓使它發(fā)生形變，體驗手感，撤去壓力，直尺恢復(fù)原狀； (2)取一條橡皮筋，把橡皮筋拉長，體驗手感，松手后，橡皮筋會恢復(fù)原來的長度。 (3)取一塊橡皮泥，用手捏，使其變形，手放開，橡皮泥保持變形后的形狀。 (4)取一張紙，將紙揉成一團再展開，紙不會恢復(fù)原 來形狀。 讓學(xué)生交流實驗觀察到的現(xiàn)象上，并對這些實驗現(xiàn)象進行分類，說明按什么分類，并要求各類再舉些類似的例子。 (按物體受力變形后能否恢復(fù)原來的形狀這一特性進行分類 ) 直尺、橡皮筋等受力會發(fā)生形變，不受力時又恢復(fù)到原來的形狀，物體的這種特性叫做彈性；橡皮泥、紙等變形后不能自動恢復(fù)原來的形狀，物體的這種特性叫做塑性。 彈力 我們在壓尺子、拉橡皮筋時，感受到它們對于有力的作用，這種力在物理學(xué)上叫做彈力。 彈力是物體由于彈性形變而產(chǎn)生的力。彈力也是一種很常見的力。并且任何物體只要發(fā)生彈性形變就一定會產(chǎn)生彈力。而 日常生活中經(jīng)常遇到的支持物的壓力、繩的拉力等，實質(zhì)上都是彈力。 彈性限度 彈簧的彈性有一定的限度，超過了這個限度就不完全復(fù)原了。使用彈簧時不能超過它彈性限度，否則會使彈簧損壞。 二、彈簧測力計 制作原理 它是根據(jù)彈簧受到的拉力越大，它的伸長就越長這個道理制作的。 讓學(xué)生自己歸納使用彈簧測力計的方法和注意事項。 使用測力計應(yīng)該注意下面幾點： (1) 所測的力不能大于測力計的測量限度，以免損壞測力計 (2) 使用前，如果測力計的指針沒有指在零點，那么應(yīng)該調(diào)節(jié)指針的位置使其指在零點 (3) 明確分度值：了解彈簧測力計的刻度 每一大格表示多少 N，每一小格表示多少 N (4) 把掛鉤輕輕拉動幾下，看看是否靈活。