高中重力教案
發(fā)表時間：2020-11-02重力和基本相互作用。
俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準備好教案，這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標。所以你在寫教案時要注意些什么呢？為了讓您在使用時更加簡單方便，下面是小編整理的“重力和基本相互作用”，希望對您的工作和生活有所幫助。
第三章相互作用本章設(shè)計
本章講述的是關(guān)于“力”的基礎(chǔ)知識，是學(xué)習(xí)靜力學(xué)的基礎(chǔ)和準備.內(nèi)容包括重力、彈力、摩擦力、力的合成、力的分解.本章內(nèi)容與初中學(xué)過的有關(guān)力學(xué)知識聯(lián)系密切，是初中知識的擴展和深化，是今后學(xué)好其他力學(xué)知識的基礎(chǔ).
所謂基礎(chǔ)性，就是要為學(xué)習(xí)力學(xué)知識打下扎實的基礎(chǔ).從知識方面來說，就是理解力的初步概念，理解重力、彈力、摩擦力產(chǎn)生的條件和特性，會進行力的合成和分解.從運用方面說，是初步熟悉對一個物體的受力分析，會畫出正確的受力圖.
本章具有預(yù)備性，不論在知識上和運用上都要有一個“度”.比如在本章第二節(jié)提到：“用懸繩掛著的靜止物體，用靜止的水平支持物支持的物體，它們對豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫?，大小等于物體受到的重力.”在這一節(jié)就不要求從道理上把這一論斷說清楚，可先作為事實接受下來，講過牛頓第三定律后再解決.再比如靜摩擦，要想一開始就把問題講深講透，企圖學(xué)生能夠處理比較難的有關(guān)問題，可以說是“拔苗助長”，是不可能的.
關(guān)于滑動摩擦力，教材中雖然提到“阻礙相對滑動”“跟物體的相對運動的方向相反”，但舉例只限于受滑動摩擦力的物體相對于另一靜止物體(相對地面靜止)的情形.一開始不宜涉及兩物體都相對于地面運動的情形.關(guān)于滑動摩擦力的大小計算，介紹動摩擦因數(shù)時應(yīng)強調(diào)該因數(shù)無單位，與相互接觸的兩個物體的組成材料及接觸面的光滑程度有關(guān)，而與其他因素?zé)o關(guān)，動摩擦因數(shù)一般情況下小于1.
靜摩擦力是個難點，更要注意要求適當.關(guān)于靜摩擦力的方向，只限于容易判斷相對運動趨勢方向的情形.關(guān)于靜摩擦力的大小，只限于可應(yīng)用二力平衡求解的簡單情形.這里不宜涉及靜摩擦力是阻力還是動力的問題.
力的分解也是本節(jié)課的難點，首先，在沒有條件限制下，一個合力的分力有無數(shù)組解;其次是如何確定條件來對力進行分解.這里有兩種方法：一是根據(jù)力的實際效果確定兩個分力的方向從而確定兩個分力;另一種是正交分解的方法.前一種是從力的實質(zhì)上對力進行分解，后一種方法卻更簡單，更能解決較復(fù)雜的問題.
本章共5節(jié)課，建議安排8課時，各課時安排建議如下：
1重力基本相互作用2課時
2彈力1課時
3摩擦力3課時
4力的合成1課時
5力的分解1課時
1重力基本相互作用
整體設(shè)計
力學(xué)知識是整個物理學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，本節(jié)課對于建立清晰的力概念以及力的運算起著至關(guān)重要的作用.本節(jié)主要包括：力的概念、力的矢量性及力的圖示、重力、四種基本相互作用.
1.力的概念：物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化及物體發(fā)生形變是有原因的，是由于其他物體和該物體發(fā)生了相互作用，這種作用稱為力.認識力、研究力，都要從力的作用效果入手.力離不開物體，每一個力都對應(yīng)著一個受力物體和一個施力物體，僅有受力物體和僅有施力物體的力是不存在的，力的作用是相互的.
2.力的矢量性及力的圖示：影響力的作用效果的因素不僅有力的大小，還有力的方向及作用點，所以力是矢量，將力的大小、方向、作用點稱為力的三要素，今后分析研究一個力,不僅要明確它的產(chǎn)生條件，還要明確力的三要素，描述、表示力也要抓住這三條，所以在力的圖示中為了讓線段的長度表示力的大小必須先規(guī)定標度，為了表示方向必畫箭頭.
3.重力：重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，重力的施力物體是地球，要明確重力的普遍性，地面附近的一切物體不管處于靜止還是各種運動狀態(tài)，不管是否受到其他力的作用，它總是受到重力，而且重力的方向總是豎直向下，其大小G＝mg，由于地球不同位置g不相同，所以同一物體在地球不同位置所受重力并不總是相同.
關(guān)于重力的測量，要明確測力計的讀數(shù)，并不是測量了重力本身，而是根據(jù)處于靜止狀態(tài)的物體對水平支持物的壓力或?qū)ωQ直懸繩的拉力的大小等于物體所受的重力來測量的.
4.四種基本相互作用
引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用，讓中學(xué)生了解這四種作用，同時用來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、探索物理問題的興趣.
教學(xué)重點
“重力的三要素”的分析過程是重點，其研究過程和方法也是為其他力學(xué)習(xí)作鋪墊，是本節(jié)核心.
教學(xué)難點
不規(guī)則物體重心的確定，以及四種基本相互作用的理解是本節(jié)課的難點內(nèi)容.
課時安排
2課時
三維目標
知識與技能
1.知道力是物體間的相互作用；力使物體產(chǎn)生形變或使物體運動狀態(tài)改變；用力的圖示表達力的三要素.
2.了解重力的產(chǎn)生；理解重力的三要素.
3.能測量重力的大小，確定重力的方向.
4.能解釋穩(wěn)定等與重力相關(guān)的現(xiàn)象，并能應(yīng)用.
過程與方法
1.通過設(shè)問、討論、交流等方法引導(dǎo)學(xué)生建立重力的概念.
2.使學(xué)生積極參與探究重力概念的建立過程，了解物理學(xué)的研究方法,認識物理實驗的作用.
3.通過討論交流，培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑的能力；培養(yǎng)學(xué)生對比分析和交流合作的能力.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過力的分解，體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅.
2.通過合作找出不規(guī)則物體的重心，逐步養(yǎng)成將自己的見解與他人分享的團隊精神.
課前準備
磁鐵、小鐵塊、細線；彈簧秤、鉤碼（學(xué)生用，2人一組）；刻度尺、圓規(guī).有條件的可以用實物投影設(shè)備，并準備相應(yīng)的力的圖示的投影片或?qū)嵨锿队皥D.
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
設(shè)問導(dǎo)入
1.你覺得力是什么?請舉例說明理由.
2.力的作用效果有哪些?舉例說明.
情景導(dǎo)入
（課件展示）播放“蘋果落地、投擲標槍、噴泉、飄落的雪花”等錄像資料.
圖3-1-1
引導(dǎo)學(xué)生觀察討論，找出共同點.
探討結(jié)論：這些物體都最終落向地面，是因為受到地球引力的作用.
本節(jié)課就來學(xué)習(xí)力和重力，以及四種基本相互作用.
推進新課
一、力和力的圖示
1.力
盡量多設(shè)置幾個典型的演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過感知得出力的概念.
演示實驗1：用細線豎直向上拉動放在桌上的鉤碼.
引導(dǎo)答出：細線對鉤碼施加了力.
演示實驗2：磁鐵吸引鐵塊
引導(dǎo)答出：磁鐵對鐵塊施加了作用力.
【合作交流】再舉出物體對物體的作用力的實例，要求說出哪個物體對哪個物體施加了力的作用.
（對學(xué)生舉出的目前不好說明的實例，不必過多分析，可指明以后會涉及）
結(jié)論：力是一物體對另一物體的作用.（板書）
說明:這里指出了力的物質(zhì)性，沒有脫離物體而存在的力，一個孤立的物體不會存在力的作用.也就是說，有受力物體，一定有另一個物體對它施加力的作用.力是不能離開施力物體和受力物體而獨立存在的.
當我們研究某一個物體受力時，有時不一定指明施力物體，但施力物體一定存在.
（例如說物體受重力，其施力物體是地球）
問題:力是有大小的，力的大小用什么來測量？在國際單位制中，力的單位是什么？符號是什么？（學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)過以上問題，估計不難答出，可根據(jù)具體情況處理）
僅說一個力多大（是多少牛），能不能完整地表達這個力？
教師可以根據(jù)實例和學(xué)生交流討論.
討論結(jié)果：僅說一個力多大（是多少牛），不能完整地表達這個力，因為力是矢量，力有三要素：大小、方向和作用點.要把三要素都表達出來才算完整地表達.
2.力的圖示
為了形象地表達一個力，可以用一條帶箭頭的線段（有向線段）來表示：
（1）線斷的長短表示力的大小；
（2）箭頭表示力的方向.
箭尾（或箭頭）常畫在力的作用點上（在有些問題中為了方便，常把一個物體用一個點表示）.
例1（教師做）：卡車對拖車的牽引力F的大小是2000N，方向水平向右，作出力F的圖示.
步驟：選一標度（依題而定其大?。喝缬?cm長的線段表示500N的力.
從力F的作用點O向右畫一線段四倍于標度（4cm），然后畫上箭頭（圖3-1-2）：
圖3-1-2
例2（學(xué)生做）：作出下列力的圖示是：（可同時出三個題，全班分三組，每組做一個題，并分別選一個學(xué)生在黑板上做）
①物體受250N的重力.
②用細線拴一個物體，并用400N的力豎直上提物體.
③水平向左踢足球，用力大小為1000N.
參考答案：
圖3-1-3圖3-1-4
圖3-1-5
說明：①選不同標度（單位），力的圖示線段的長短可不同；
②標度的選取要有利于作圖方便.
提示：力的圖示是形象地表述一個力的方法，不要忘了定標度.力的圖示要正確反映力的三要素.
二、重力
1.重力的產(chǎn)生：重力是地球上或附近的物體由于地球吸引而使物體受到的力.
指出：地球附近的物體都會受到重力的作用.
【合作探究】同桌合作，一起找出自己周圍有關(guān)重力現(xiàn)象的例子，同桌指出施力物體和受力物體.
特別強調(diào)：重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的，但重力并不是地球?qū)ξ矬w的吸引力，而是引力的一個分力.
2.重力的三要素
A.大小
桌面上有一個彈簧秤，天平一套，請選擇適當?shù)钠鞑?，測出物理課本（或其他物品）所受重力的大小，并指出你的依據(jù).
學(xué)生討論分析并說出自己的依據(jù).
歸納總結(jié)：可以利用二力平衡，用彈簧秤稱量;一般情況下，也可以利用G=mg求解，要用到天平.兩種方法的原理不同，但最終都能求出物體所受的重力.
知識拓展：地球的不同地方，重力加速度g不同，物體的地理位置對于以上兩種求重力的方法有沒有影響呢？（教師可以不給出答案，由學(xué)生合作交流討論完成.或者作為課外實驗探究的課題，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究的科學(xué)求知態(tài)度）
B.方向
問題設(shè)置：任何一個力都有方向，你知道重力的方向嗎？請用實例說明你的依據(jù).
學(xué)生交流討論，教師適時投影展示有關(guān)現(xiàn)象（雨線、垂柳、鉛垂線……）.
歸納總結(jié)：重力的方向是豎直向下的.
說一說：生活中哪些現(xiàn)象和應(yīng)用方面涉及重力豎直向下的知識?
C.作用點
教師結(jié)合生活實際，給出重心概念：
重心：物體各部分所受重力的等效集點.
思考：請你指出下列物體的重心：充足氣的籃球、方磚、石塊.
做一做：指出怎么找重心（畫圖、操作、說明）：
學(xué)生自己選擇被測對象，分別找出物體的重心.參考教材52頁“做一做”，找出不規(guī)則物體的重心.
教師演示：木圓環(huán)，直角三角尺的重心.
圖3-1-6圖3-1-7
具體過程：先用懸掛法確定重心之后，在板上固定一條細線ab，讓ab穿過重心c點，再在其重心c處拴上細繩提拉，驗證薄板可以水平平衡.如圖3-1-6、3-1-7所示.
歸納：物體的重心可在物體之上，也可在物體之外.
結(jié)論：規(guī)則均勻的物體重心在其幾何中心；不規(guī)則不均勻的物體重心用懸掛法.
例3一個被吊著的均勻的球殼，其內(nèi)部注滿了水，在球的底部有一帶閥門的細出水口.在打開閥門讓水慢慢流出的過程中，球殼與其中的水的共同重心將會（）
A.一直下降B.一直不變
C.先下降后上升D.先上升后下降
先讓學(xué)生自己回答，估計很多學(xué)生會選擇A；教師提示開始和最終重心的位置，學(xué)生很快就能得出正確答案.借機引導(dǎo)學(xué)生思考問題要全面.
參考答案：在注滿水時，球殼和水的共同重心在球心，隨著水的流出，球殼的重心不變，但是水的重心下降，二者共同的重心在下降.當水流完時，重心又回到球心，故選項C正確.
課堂訓(xùn)練
1.關(guān)于重力的說法，正確的是（）
A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力
B.只有靜止的物體才受到重力
C.同一物體在地球上不論怎么運動都受到重力的作用
D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的
解析：重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的，地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生兩個效果：一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動；另一個效果及另一部分力才是重力，也就是說重力只是吸引力的一部分.重力只決定于地球?qū)ξ矬w的作用，而與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，也與物體是否受到其他力的作用無關(guān).
答案：CD
2.用重心的知識解釋為什么現(xiàn)在優(yōu)秀跳高運動員都采用“背越式”技術(shù).
解答：運動員跳高時，重心升得越高，需要的能量就越大.采用跨越式、滾式、剪式三種姿勢時的重心肯定要高過橫桿，而采用背越式時的重心，就不一定高過橫桿，甚至比橫桿還低，這樣有利于運動員提高成績.
三、四種基本相互作用
圖3-1-8
（播放宇宙中的星系運動錄像）
閱讀教材后總結(jié)：是萬有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起，組成了太陽系、銀河系和其他星系.力的相互作用遍布我們周圍的一切物體.除此之外還有電荷間的相互作用、磁體間的相互作用，我們把這種力稱為電磁相互作用.
【思考與討論】質(zhì)子帶正電，但質(zhì)子（與中子一起）卻能聚集在一起構(gòu)成原子核.你能推測是什么力的作用結(jié)果嗎？
攻略一：閱讀教材53頁，師生共同討論、總結(jié).
攻略二：網(wǎng)絡(luò)搜索或工具書查閱“四種基本相互作用”，進一步了解概念.
結(jié)論：決定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和變化過程的基本的相互作用.近代物理確認各種物質(zhì)之間的基本的相互作用可歸結(jié)為四種：引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用.
近代物理的觀點傾向于認為:四種基本相互作用是統(tǒng)一的，物理學(xué)家們正在為建立大統(tǒng)一理論而努力.但至今也沒有公認的結(jié)論，望同學(xué)們好好學(xué)習(xí)，為科學(xué)事業(yè)奉獻自己的聰明和才智.
課堂小結(jié)
本節(jié)內(nèi)容主要包括：
1.力力是物體對物體的作用.力不但有大小而且有方向，大小、方向和力的作用點常稱為力的三要素.要會作力的圖示，它體現(xiàn)物理學(xué)的研究方法；
2.重力重力的產(chǎn)生：重力是地球上或附近的物體由于地球吸引而使物體受到的力；重心：物體重力的作用點；
3.四種基本相互作用：萬有引力、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用.
布置作業(yè)
1.教材第54頁“問題與練習(xí)”2、3題.
2.試測自己家中不同物體的重心.設(shè)計好思路，選擇最簡潔方便的測量工具，寫出簡要的活動報告.
板書設(shè)計
1重力基本相互作用
活動與探究
課題：自制一個“不倒翁”或作一個“雜技演員走鋼絲”的研究報告
步驟：1.選擇器材，組裝并進行試驗；反復(fù)嘗試，直到試驗成功；
2.做好實驗記錄，包括材料和數(shù)據(jù)等，注意成功與失敗的數(shù)據(jù)對比.
結(jié)論：物體的重心位置決定試驗的成功與否.
習(xí)題詳解
1.解答:(1)玻璃杯從桌子上掉下,在重力作用下,運動得越來越快;被拋出去的鉛球,在重力作用下沿曲線落回地面;蹦蹦床在人的壓力作用下,向下凹;橡皮筋在拉力作用下變得細長.
(2)人坐在凳子上,人對凳子有一個壓力,該力的施力物體是人,受力物體是凳子.
2.解答:首先畫出各個物體的重力,再畫出力的圖示,如圖3-1-9所示.
圖3-1-9
3.解答:是位于同一點.
設(shè)計點評
本節(jié)課由三部分內(nèi)容組成，針對不同的內(nèi)容特點，采用不同的教學(xué)策略或方法.共同的原則是符合學(xué)生的年齡特點和認知結(jié)構(gòu).教學(xué)中或引導(dǎo)或置疑，或探究或交流討論，或?qū)嵨锘蛴捌故?，總之首先給學(xué)生以形象直觀的知識感知，進而通過知識運用以提高能力、深化所學(xué).
延伸閱讀
3.1重力 基本相互作用學(xué)案和課件
物理必修1(人教版)
第一課時重力基本相互作用
水平測試
1．以下有關(guān)力的說法錯誤的是()
A．力是物體對物體的作用，離開了物體就沒有力的作用
B．物體間力的作用是相互的，施力物體同時也是受力物體
C．力的大小、方向、作用點是影響力的作用效果的3種要素
D．在各種力中，只有重力沒有施力物體
解析：由力的物質(zhì)性可知A正確；由力的相互性可知B正確；由力的三要素可知C正確；重力的施力物體是地球，故D錯誤．
答案：D
2．關(guān)于重力，下列說法中正確的是()
A．靜止的物體受重力，運動的物體不受重力
B．向下運動的物體受重力，向上運動的物體不受重力
C．受重力的物體對地球也有吸引力
D．以上說法都不正確
解析：由力的作用是相互的可知選項C對．
答案：C
3．關(guān)于重心，下列說法中正確的是()
A．重心就是物體上最重的一點
B．重心就是物體的幾何中心
C．直鐵絲彎曲后，重心便不在中點，但一定還在鐵絲上
D．重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點
解析：重心是重力的等效作用點，并不是只有重心處才受重力，故選項D正確，選項A錯誤．質(zhì)量均勻分布的、有規(guī)則形狀的物體的重心才在其幾何中心，故選項B錯誤．物體的重心不一定在物體上，如粗細均勻的鐵絲被彎曲成圓圈時，其重心在圓心處，而不在鐵絲上，故選項C錯誤．
答案：D
4．下面關(guān)于力的說法中正確的是()
A．力的作用離不開施力物體，但可以沒有受力物體，如拳擊運動員一拳出去卻沒打著對方，此時只有施力物體而沒有受力物體
B．只有直接接觸的物體之間才可能有力的作用
C．力是物體對物體的作用，施力物體和受力物體總是成對出現(xiàn)的
D．沒有施力物體和受力物體，力照樣可以存在
解析：力是物體間的相互作用，施力物體和受力物體總是成對出現(xiàn)，A、D錯誤，C正確，不接觸也可能有力的作用，如不接觸的兩磁鐵之間的作用力，B錯誤．
答案：C
5．關(guān)于重力的大小，下列說法中正確的是()
A．物體的重力大小總是恒定的
B．同一地點，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比
C．物體落向地面時，它受到的重力大于它靜止時所受的重力
D．物體的重力總等于它對豎直彈簧測力計的拉力
解析：物體重力的計算式為G＝mg，物體的質(zhì)量m是恒定的，但g的取值與地理位置有關(guān)．在同一地點，g的取值相同，隨著物體所處的地理位置緯度的升高，g值將增大，隨海拔高度的增加，g值將減小，因此，不能認為物體的重力是恒定的，故選項A錯，選項B正確．由公式可知，物體所受的重力與物體的質(zhì)量和g值有關(guān)，與物體是否受其他力及運動狀態(tài)均無關(guān)，故選項C錯誤．用彈簧測力計豎直懸掛重物，靜止或做勻速直線運動時，物體對彈簧測力計的拉力才等于物體的重力，故選項D錯誤．
答案：B
6．某人站在體重計上稱體重，保持立正姿勢稱得體重為G，當其緩慢地把一條腿平直伸出臺面，體重計指針穩(wěn)定后讀數(shù)為G′，則()
A．G＞G′B．G＜G′
C．G＝G′D．無法判定
解析：物體的重心與形狀有關(guān)，重力與形狀無關(guān)，而體重計的示數(shù)即等于人重力的大?。?br> 答案：C
7．關(guān)于四種基本相互作用，以下說法中正確的是()
A．萬有引力只發(fā)生在天體與天體之間，質(zhì)量小的物體(如人與人)之間無萬有引力
B．強相互作用只發(fā)生在宇宙天體等宏觀物體之間
C．弱相互作用就是非常小的物體間的相互作用
D．電磁相互作用是不需要相互接觸就能起作用的
解析：不論大小，任何物體間均有萬有引力，A錯誤；強相互作用發(fā)生在原子核內(nèi)部核子之間，而弱相互作用發(fā)生在放射現(xiàn)象中，而不是小物體之間，故B、C均錯誤；電磁相互作用即電荷之間的相互作用，磁極之間的相互作用是不需要相互接觸就能作用的，故D正確．
答案：D
8．不倒翁之所以“不倒”，是因為它的重心設(shè)計巧妙，下列說法中正確的是()
A．重心在不倒翁的幾何中心上
B．不倒翁的重心很高
C．不倒翁的重心很低
D．不倒翁的重心不在物體上
解析：由于物體在其他條件不變的情況下，重心越低，物體的穩(wěn)定性越大，不倒翁的重心一定做的很低，C對，A、B、D均不對．
答案：C
素能提高
9．下列說法中正確的是()
A．自由下落的石塊的速度越來越大，說明石塊所受重力越來越大
B．在空中飛行的物體不受重力作用
C．一拋出的石塊軌跡是曲線，說明石塊所受的重力方向始終在改變
D．將一石塊豎直向上拋出，在先上升后下降的整個過程中，石塊所受重力的大小與方向都不變
解析：空中運動物體受重力作用而改變運動狀態(tài)，但重力的大小與物體運動狀態(tài)無關(guān)．故A、B、C錯，D正確．
答案：D
10．中國的嫦娥工程探月計劃分“繞、落、回”三步，然后實施載人登月，若質(zhì)量為60kg的宇航員登上了月球，已知月球表面g′＝1.6N/kg，而地球表面g＝9.8N/kg，則該宇航員在月球上的質(zhì)量為多少？所受重力多大？在地球上所受重力多大？
解析：由于物體的質(zhì)量與所處的位置無關(guān)，所以宇航員在月球上的質(zhì)量為m＝60kg.
由重力的計算公式G＝mg得
在月球上G′＝mg′＝60kg×1.6N/kg＝96N
在地球上G＝mg＝60kg×9.8N/kg＝588N.
答案：60kg96N588N
跳高姿勢的變遷
從跳高運動史看，100年內(nèi)跳高的姿勢發(fā)生了五次變革，跨越式、剪式、滾式、俯臥式、背越式五種．每改革一次姿勢，跳高的世界紀錄就提高一次．
跳高姿勢的變化是不斷刷新跳高成績的關(guān)鍵之一，但是在姿勢的變化中包含著什么物理原理呢？
如上圖所示，采用不同姿勢過桿的運動員在越過橫桿的時候，他們的重心距橫桿的距離不一樣．跨越式過桿時，人體的重心必須在橫桿上面幾十厘米，即使是優(yōu)秀的運動員也要有0.3m左右．
我們知道，人體在運動時，重心在身體的位置往往會隨著運動而改變．假如某個運動員身高是1.80m，他直立的時候，重心距地面大約為1.09m，立定跳高時可以達到腳掌離地0.7m，如果用跨越式過桿，重心在橫桿上0.3m，這樣他躍過橫桿的高度大約是1.09m＋0.7m－0.3m＝1.49m．所以要達到跨越式創(chuàng)造的世界紀錄1.70m是很不容易的．
如果這個運動員換一種姿勢，用俯臥式或背越式這兩種姿勢過桿的時候，重心十分接近橫桿，那么他的跳高成績提高到1.70m是不太費力的，但是要越過2m以上還是有困難的．
能否讓人體的重心從橫桿的下面鉆過去呢？實際上，背越式跳高就是這樣．運動員起跳時，身體側(cè)轉(zhuǎn)，背對橫桿，用力向上擺動腿和雙臂以增加蹬地的力量，當人體騰空過桿的時候，運動員用伸直雙腿的辦法使自己的重心較低，腰向后大幅度彎曲，頭和雙肩先越過橫桿，再迅速收腿，這時候雙肩和背部代替了起跳時的雙腿，繼續(xù)保持較低的人體重心，所以優(yōu)秀的運動員可以使自己的重心在橫桿下面0.2m左右．重新計算一下，就是1.09m＋0.7m＋0.2m＝1.99m，在彈跳力不變的情況下運動員的成績輕松地提高了許多．
高一物理教案：《重力基本相互作用》教案二
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計劃，高中教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助授課經(jīng)驗少的高中教師教學(xué)。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？下面是小編精心為您整理的“高一物理教案：《重力基本相互作用》教案二”，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
高一物理教案：《重力基本相互作用》教案二
教學(xué)目標：
（一）知識與技能
1．理解力的概念，知道力的三要素；
2．正確理解重力的概念，知道物體重心的含義及位置；
3．了解四種基本相互作用。
（二）過程與方法
1．知道認識力的作用是從力的作用產(chǎn)生的效果開始的；
2．能通過探究活動體驗力的作用效果與力的大小、方向、作用點三個因素有關(guān)；
3．能通過多個實驗現(xiàn)象歸納得出力的作用是相互的；
4．通過“重心”概念的引入滲透“等效代換”的物理方法。
（三）情感態(tài)度與價值觀
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)全面觀察分析問題的能力
教學(xué)重點：理解力的概念、領(lǐng)會重力的產(chǎn)生原因和特點
教學(xué)難點：理解重心的概念
教學(xué)方法：講授、復(fù)習(xí)討論
教學(xué)用具：鋸條、橡皮條、粉筆
教學(xué)過程：
（一）新課引入：
在初中你們已經(jīng)學(xué)過了力，今天我們來進一步學(xué)習(xí)力。
（二）新課教學(xué)：
1、力和力的圖示
1、演示：
（1）用手壓鋸條、拉皮筋等 ，學(xué)生觀察現(xiàn)象，是什么原因?qū)е逻@種變化呢？
（2）扔掉手中的粉筆，拖動桌面上的書等，又有什么現(xiàn)象，又是什么原因引起這樣的變化呢？
鋸條、皮筋的形狀發(fā)生了改變，粉筆、書的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，這些都是由于這些物體受到了其他物體的力的作用的結(jié)果。在物理學(xué)中，人們把改變物體的運動狀態(tài)，產(chǎn)生形變的原因，即物體與物體之間的相互作用稱作力。
2、力的作用效果：
（1）使物體發(fā)生形變。
（2）使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變（包括速度的大小，方向）。
3、力的定義：物體與物體之間的相互作用。
4、問題：力可以離開物體而單獨存在嗎？
（1）物質(zhì)性
力是物體對物體的作用，有力就有受力物體和施力物體，兩者是同時存在的，不分先后。在研究某物體時，我們把它叫做受力物體，對它作用的物體叫做施力物體。不是有生命的物體才能作為施力物體，施力物體和受力物體不是絕對的，在研究不同問題時，同一物體有時是受力物體，有時是施力物體。
問題：我們用手拍打桌子時，是手給桌子一個力，可為什么我們的手也會感到疼痛呢？（讓學(xué)生用力打桌子，體會手的感覺）
（2）相互性
力是物體間的相互作用，甲對乙有作用力，同時乙對甲也有力的作用，力的作用是相互的。
問題：用大小相等的力沿不同的方向拖動桌面上的書，書的運動一樣嗎？
（3）矢量性
力是有大小和方向的物理量（矢量），力的作用效果不僅與其大小有關(guān)，也與方向有關(guān)。
5、如何通過作圖來表示力呢？
（1）力的圖示
課本圖3.1-2可以把力的三要素（大小、作用點、方向）表示出來。
（2）力的示意圖
只畫出力的作用點和方向，表示這個物體在這個方向上受到了力。
（3）力的單位：牛頓 符號N
演示：豎直上拋一粉筆頭，結(jié)果它會落在地上，粉筆為什么會掉下來呢？
2、重力
拋向空中的物體會落回地面，地球在自轉(zhuǎn)而海水不會灑向太空，都是地球與他們之間存在著相互吸引的作用。
1、重力的產(chǎn)生：地面附近的物體，由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。
說明：
（1）重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的萬有引力。
（2）在地球表面附近的物體都要受到重力作用，與物體的運動狀態(tài)和是否受到其他力等情況無關(guān)。
2、重力的大小
重力的大小可以根據(jù)公式計算，其中g(shù)是我們以前所學(xué)的自由落體加速度，它的大小與物體所處的高度和緯度有關(guān)，當高度增加時g的值減小，當緯度增加時，g值增大。
3、重力的測量
如何測重力的大??？
重力仍可以用彈簧秤測量，但在操作的過程中要注意彈簧秤要保持豎直、靜止狀態(tài)時讀數(shù)。
原理：二力平衡
4、重力的方向
例舉一些生活中的小例子，引導(dǎo)學(xué)生找到重力的方向是豎直向下的。
豎直向下（不能說是垂直向下也不能說是指向地心）
5、重力的作用點
（1）重心：物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力集中于一點（即重心）。重心是重力的等效作用點。
（2）重心位置的確定：
問題：質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體，重心是怎樣確定的呢？
a. 質(zhì)量分布均勻的物體（也稱勻質(zhì)物體），且形狀規(guī)則，重心就是其幾何中心。
如：均勻細直棒的重心在棒的中點，均勻球體的重心在球心，均勻圓柱的重心在軸線的中心。
思考：重心一定在物體上嗎？舉例。
討論：
對于非勻質(zhì)物體和形狀不規(guī)則的物體的重心怎樣決定呢？觀察課本圖3.1-4
b. 非勻質(zhì)物體和不規(guī)則的物體的重心，不僅與形狀有關(guān)還與物體內(nèi)的質(zhì)量分布有關(guān)。
演示懸掛法和支撐法找重心（適用于薄板）
原理：拉力（或支持力）與重力是對平衡力，繩的反向延長線必過重心
課堂練習(xí)：課本第2題
點評：1、力的圖示
2、重力方向
3、重力是非接觸力
4、重力與運動狀態(tài)無關(guān)
3、四種相互作用力（自學(xué)）
思考：自然界中存在著哪幾種相互作用，其區(qū)別是什么？
1、萬有引力相互作用
存在于一切物體之間，相互作用強度隨距離增大而減小。
2、電磁相互作用
存在于電荷之間和磁體之間，他們的本質(zhì)是相同的。
3、強相互作用
存在于原子核內(nèi)。
4、弱相互作用
存在于放射現(xiàn)象中。
小結(jié)：力在我們初中已接觸過，但其概念的理解仍是難點，關(guān)鍵是在于力是物體間的相互作用這一問題上，并且兩個力的地位是相同的。重力的學(xué)習(xí)中，重點應(yīng)放在重心上。
作業(yè)：課本57頁 第3題
高一物理教案：《重力基本相互作用》教案一
經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境，有效的提高課堂的教學(xué)效率。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢？下面是小編為大家整理的“高一物理教案：《重力基本相互作用》教案一”，希望能對您有所幫助，請收藏。
高一物理教案：《重力基本相互作用》教案一
一、教學(xué)設(shè)計思路
以人民教育出版社出版的普通高中課程標準實驗教科書《物理》必修1第三章第一節(jié)“重力 基本相互作用”為教學(xué)內(nèi)容，在前期分析的基礎(chǔ)上進行教學(xué)設(shè)計。通過圖片、視頻的播放創(chuàng)設(shè)問題的情景，通過問題的導(dǎo)引激發(fā)學(xué)生的思維，通過實驗的體驗領(lǐng)會物理研究的方法，通過問題的設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生自主地閱讀教材，主動探究物理世界的未知之謎。
二、前期分析
高一學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念仍以感知為主，多通過觀察、實驗活動獲取物理知識，所以這節(jié)課對“力”和“重心”這兩個重點概念的教學(xué)按以下教學(xué)程序：創(chuàng)設(shè)情境引出問題、觀察現(xiàn)象分析研究、概括抽象定義概念、內(nèi)涵外延應(yīng)用遷移。采用師生共同參與的探究式教學(xué)模式，把教師啟發(fā)和學(xué)生探究貫穿在整個課堂教學(xué)中，讓學(xué)生既能看到結(jié)論，也領(lǐng)略到探究過程的曲折和艱辛；既感受到成功的愉悅，又能體驗到物理的魅力，從中汲取精神動力。
教學(xué)重點與難點：
教學(xué)重點：重心的概念
教學(xué)難點：重心概念的理解
三、教學(xué)目標
1、知識與技能
（1）、知道力的概念
（2）、知道力的三要素，會會畫力的圖示和力的示意圖
（3）、知道產(chǎn)生重力的原因、方向、大小
（4）、知道重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)。
（5）知道自然界的四種基本相互作用
2、過程與方法
（1）、通過“重心”概念的引入滲透“等效替代”的物理研究方法。
（2）、通過演示實驗的觀察、分析，明確物體的重心不但與物體的形狀有關(guān)，還與物體的質(zhì)量分布情況有關(guān)。
3、情感態(tài)度與價值觀
（1）通過實例激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲、激勵探索與創(chuàng)新的意識。
（2）通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神。
（3）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然，探研自然的興趣,了解物理和生活的關(guān)系,并能用所學(xué)知識解決實際問題。
四、教學(xué)準備
雙錐體，軌道，薄板，細線，鐵架臺，泡沫板，小球，玻璃瓶
五、教學(xué)過程
1、新課引入
演示實驗：展示雙錐體，將其無初速釋放。
學(xué)生猜想與重力有關(guān)，涉及力學(xué)知識。
教師：答案在今天要學(xué)的內(nèi)容里。那我們今天就在初中力學(xué)的基礎(chǔ)上，開始奇妙的力學(xué)之旅。
2.“力”的教學(xué)
(1)展示形變和運動狀態(tài)發(fā)生改變的兩組圖片，發(fā)現(xiàn)力的存在
問題：為什么會發(fā)生形變？什么是物體運動狀態(tài)的改變？為什么會發(fā)生運動狀態(tài)的改變？
結(jié)論：運動狀態(tài)的改變就是物體速度的改變。物體形變或運動狀態(tài)的改變，是由于其他物體對物體施加了作用。物體與物體間的相互作用普遍存在，我們把這種物體間的相互作用稱之為力。
（2）力的作用效果
學(xué)生歸納：使物體發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài)
（3）力的三要素
問題：力的作用效果與哪些因素有關(guān)？
結(jié)論：力的大小、方向和作用點
微視頻：打門球時力的大小、方向可以改變門球的運動狀態(tài)；在不同部位拉門的情況
（4）力的圖示和示意圖
問題：在具體情況中如何表示一個力？比如在水平面上的小車受到沿與水平方向成300斜向上的力F，如何表示小車受到的力F？
結(jié)論：力的圖示和力的示意圖。引導(dǎo)學(xué)生歸納出作“力的圖示”和“力的示意圖”的方法及要領(lǐng)。
3、“重力”的教學(xué)
（1）建立重力的概念
圖片展示：瀑布，蘋果下落，降落傘下落
問題：重力的概念？
結(jié)論：地面附近一切物體都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。
教師：讓學(xué)生分析重力產(chǎn)生的原因，并指出物體所受的重力與地球?qū)λ囊ι杂胁煌?/p>
(2)重力的大小
回顧初中學(xué)過的內(nèi)容：重力大小的計算方法G=mg，m指的是物體的質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生分析g即是自由落體的加速度，而且g的影響因素。
（1）重力的方向：豎直向下。
演示：鐵架臺上用細線懸吊著一小球，此時細線的方向即豎直方向。
問題：將鐵架臺放在斜面上并處于靜止狀態(tài)，猜測細線的方向。并給予演示。然后請同學(xué)分析細線豎直的原因。
結(jié)論：小球受繩的拉力和重力，由二力平衡可得繩子的方向。并明確豎直向下和垂直向下的概念不同。
（4）重力的作用點：重心
教師：請同學(xué)畫出放在斜面上的一串葡萄所受重力的示意圖。
學(xué)生們畫出葡萄所受重力的示意圖，其中力的作用點大多在某一顆葡萄上。
教師：其他葡萄受重力嗎？順勢把每顆葡萄受重力的示意圖展出。
學(xué)生一片唏噓，指出太麻煩。然后教師與學(xué)生一起分析得出：一個物體的每一部分都要受到重力作用，從化繁為簡的思想出發(fā)，從作用效果上看，可以認為物體各部分受到的重力集中作用于一點，這一點叫做物體的重心。這是一種“等效替代”的方法。
①重心與哪些因素有關(guān)？
學(xué)生猜想與形狀、質(zhì)量分布
教師：出示一個形狀規(guī)則的泡沫盒，請同學(xué)猜測重心大概在哪個位置？
學(xué)生：在體對角線的中點附近
教師：通過演示實驗驗證，重心不在體對角線附近，并與學(xué)生共同得出 ：重心的影響因素，除了看形狀，還要關(guān)注物體的質(zhì)量分布。若質(zhì)量分布均勻，則只與形狀有關(guān)。若質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則，則在物體的幾何中心。
教師繼續(xù)演示實驗（又一泡沫盒），證明質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則，物體的重心在其幾何中心。
②如何確定薄板的重心？
學(xué)生同桌二人為一組，相互交流討論，請同學(xué)匯報確定的方法，并在老師的引導(dǎo)下得出：這種懸掛法測重心的方法利用了二力平衡的原理
教師：能用懸掛法測量衣服的重心嗎？能用懸掛法測量玻璃瓶的重心嗎？
學(xué)生：衣服要形變；無法在玻璃瓶中畫出直線。
教師：懸掛法測重心適用于薄板裝的物體。
③重心一定在物體上嗎？
學(xué)生舉例說明，重心不一定在物體上。
④如何解釋雙錐體的自動上爬？
教師：展示軌道特點，說明斜面越往上，軌道越寬。
學(xué)生同桌二人為一組，相互交流討論，學(xué)生代表匯報原因。
4、“四種基本相互作用”的教學(xué)
學(xué)生帶著以下問題自主閱讀“四種基本相互作用”部分
問題：①自然界中有哪四種基本相互作用？
②質(zhì)子帶正電，質(zhì)子與質(zhì)子之間存在斥力，但許多質(zhì)子同中子卻能聚在一起構(gòu)成原子核，請猜測可能的原因？
③這四種基本相互作用有可能是某種相互作用在不同條件下的不同表現(xiàn)嗎？科學(xué)家們解決這個問題了嗎？
5．小結(jié)
本節(jié)課我們回顧了力的概念、作用效果、三要素及力的表示：力的圖示和力的示意圖，然后也學(xué)習(xí)了重力：重力的產(chǎn)生原因、大小、方向和作用點，還體會了化繁為簡、等效替代的方法。物體間的相互作用是一個充滿魅力的龐大系統(tǒng)，重力只是其中的一個小分支。四種基本相互作用之間的關(guān)系至今還沒有一個公認的結(jié)論，有待于人們進一步地去研究它。
六、形成性評價
1、各小組完成薄板重心的測量
2、課外調(diào)查：上網(wǎng)搜尋與重心有關(guān)的實例，了解重心的應(yīng)用。
高一物理上冊《重力基本相互作用》教案分析
高一物理上冊《重力基本相互作用》教案分析
重力基本相互作用
【教學(xué)目標】
1．了解力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，認識力能使物體發(fā)生形變或使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變．
2．知道力的三要素，會畫力的圖示和力的示意圖．
3．知道重力的方向以及重力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系．
4．知道物體重心的含義．
5．了解四種基本相互作用
【重點、難點分析】
【學(xué)習(xí)重點】
1．力的概念、圖示以及力的作用效果．2．重力的概念及重心的理解．
【學(xué)習(xí)難點】1．力的概念．2．重心的概念和位置．
【自主學(xué)習(xí)】
一、力和力的圖示
1、可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變、使物體發(fā)生形變。
力的定義力的單位是.
力的三要素有要想測量力的大小，我們可以用
2．如圖所示，繩對物體豎直向上的拉力大小為150N，用力的圖示法表示拉力．
如何畫力的示意圖？
二、重力
1、重力產(chǎn)生的原因是
2、重力的大小可以用彈簧秤進行測量，可以根據(jù)公式G＝mg計算，（其中的g是我們以前所學(xué)的自由落體加速度，它的大小與物體所處的高度和緯度有關(guān)．當高度增加時，g的值；當緯度增加時，g的值）。
3、重力的方向總是
4、重力的作用點稱為重心，從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力集中在一個點上，這個點叫做物體的重心．物體的重心位置和因素有關(guān).
三、四種基本相互作用
四種基本相互作用分別是、、、。
【合作探究】
一、力的認識拓展
1．辨析下列關(guān)于力的說法
A、物體受到力的作用后，一定同時出現(xiàn)形變和運動狀態(tài)的改變。
B、力是物體間的相互作用
C、物體相互作用時，總是先施力后受力
D、由相距一定距離的磁鐵間有相互作用力可知，力可以離開物體而獨立存在
關(guān)于力的認識總結(jié)：
二、重力的認識拓展
2、下列關(guān)于重力的方向的說法，正確的是()
A．重力的方向總是豎直向下的
B．重力的方向總是指向地心
C．重力的方向總是和支持物體的支持面垂直
D．由于地球是一個大球體，所以重力的方向是無法確定的
3、關(guān)于物體的重心的說法，正確的是()
A.物體的重心一定在物體上
B.重心就是物體內(nèi)重力最大的部分
C.物體的重心位置跟物體的質(zhì)量分布情況和物體的形狀有關(guān)
D.用線懸掛的靜止物體，細線方向不一定通過物體的重心
4、關(guān)于重力的大小和方向，下列說法中正確的是（）
A．在地球上方的物體都要受到重力作用，所受的重力與它的運動狀態(tài)無關(guān),也不管是否存在其他力的作用
B．在地球各處的重力方向都是相同的
C．向上運動的物體所受重力可能小于向下運動的同一物體所受重力
D．對某一物體而言，其重力的大小總是一個恒量，不因物體從赤道移到南極而變化
【當堂檢測】
三、四種相互作用的本質(zhì)了解
5、關(guān)于四種相互作用,下列說法中錯誤的是()
A.使原子核內(nèi)質(zhì)子、中子保持在一起的作用是電磁相互作用
中華B.在天然放射現(xiàn)象中起作用的基本相互作用是弱相互作用
C.萬有引力和電磁相互作用是遠程力，強相互作用和弱相互作用是近程力
D.地球繞太陽旋轉(zhuǎn)而不離去是由于萬有引力作用
四、區(qū)分力的圖示和力的示意圖
6、如圖所示，畫出均勻矩形木塊在不同情況下所受重力的示意圖
7、畫出放在水平地面上的質(zhì)量為3．O×106kg的木箱受重力的圖示。(g取10N/kg)
【趣味思考】
1、.如果地面上一切物體受到的重力都消失了，則可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（不考慮地球自轉(zhuǎn)）
A．江河的水不會流動B．雞毛和鐵球都可懸浮在空中
C．天不會下雨D．一切物體的質(zhì)量都變?yōu)榱?/p>
