人教版八年级物理下册同步练习 7.3 重力（教学设计）

人教版八年级（下册）第七章力第3节重力（教案）年级八年级授课时间课题第3节重力教学目标1.能通过分析生活及实验现象得出重力是由于地球的吸引而产生的。2.经历探究影响重力大小因素的实验过程，了解重力大小跟物体质量的关系。会根据G-m图像分析处理实验结果。能根据G=mg进行简单的计算。3.确认重力的方向是竖直向下的。并能够应用解决于实际生活中的一些问题。能找到质量分布均匀、形状规则的物体的重心。会画重力的示意图。4.了解重力的由来。教材分析人类生活在地球上，时时刻刻都受到重力的作用，重力是与人类生活密切相关的一种力。重力知识对压力、支持力、浮力等知识的学习非常重要。本节由“重力的大小”“重力的方向”“重心”“重力的由来”四部分内容构成，分别从力的概念和力的三要素两条线索，来认识重力。同学习力一样，学生必须经历对重力的感知、描述和测量等过程，最终形成对重力的整体认识，同时，这又对第1节认识力起到巩固提高的作用。重力的概念在力学中十分重要，测量力的大小又是学生认识力的重要过程之一，学生对质量越大的物体所受的重力越大已有生活体验等因素，教科书选取了“探究重力的大小跟质量的关系”作为科学探究的选题。本探究实验的设计，重点放在让学生经历进行实验、收集数据及用图象处理实验数据、分析论证方面。为简化实验，教科书给出的实验方案是逐次增挂已知质量的钩码。但是对有条件的班级，也可以选用形状和材料都不相同的物体作为测量对象。例如，先用天平称出文具盒、钢笔、书本、铜块、铝块等物体的质量，再用弹簧测力计测出它们所受的重力。本节主体框架是先通过实例感知重力的存在，然后分别研究重力的大小、方向、作用点这三个要素，并对重力进行测量，探究得出物体所受重力的大小跟质量的关系。教学器材弹簧测力计、钩码、重垂线、三角板、烧杯（水）、铁架台等。多媒体ppt，包含视频：《重力的概念》、《重力的大小与质量的关系》、《重心》、《实验——模拟引力》、《悬挂法判断物体的重心》等。教学过程教师活动学生活动导入新课【播放图片提问】高山上的流水、从跳板起跳的运动员最终都会下落到地面，这是什么力作用的结果？而在天宫空间站里，王亚平的“马尾”却变成了“冲天辫”，这是为什么？原来这都与地球的吸引作用有关，今天我们一起学习。《第3节重力》。学习新课一、重力的大小【学生看看做做】①观看奔腾的黄河、长江，倾泻而下的瀑布，空中的跳伞，投掷出去的篮球等与重力有关的画面。②观察乒乓球在高处由静止下落的运动情况。观察乒乓球沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出的运动情况。【分析论证】以上各物体的运动状态都发生了变化，表明它们都受到力的作用。这些物体所受到的力不是由接触产生的，它们最后都要落向地面。与这些物体有着共同联系的物体是地球，这些物体都受到地球的吸引力，这个力叫做重力。1.重力由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力（gravity），符号G。【讲解】①重力的施力物体是地球。受力物体是地面附近的一切物体。②重力具有普遍性：不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的作用。③重力是由于地球的吸引而产生的，所以于物体不一定接触，在空中的物体同样受重力作用。【播放视频】——《重力的概念》【例题1】下列说法正确的是（D）A.空中飞行的小鸟，不受重力作用B.只有静止的物体受重力作用C.在空中向上运动的物体不受重力作用D.抛出去的物体总会落回地面，是由于物体受到重力的作用【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，地球附近的所有物体都受到重力的作用，与物体的运动状态无关，故A、B、C错误；抛出去的物体总会落回地面，是由于物体受到重力的作用。D正确。【提出问题】物体重力的大小可能与什么因素有关？2.学生实验——探究重力大小跟质量的关系【猜想与假设】质量越大的物体，所受的重力越大。支持事例：两位运动员进行举重比赛，运动员所举杠铃的质量越大，用力越大，表明重力越大。【设计实验】（1）实验器材：弹簧测力计、钩码多个（质量已知）。（2）实验方法：①用弹簧测力计分别测量不同质量的钩码所受的重力。分析比较质量不同的钩码受到的重力大小，得出重力与质量之间的关系。②设计实验记录表格（见下）。③数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量关系图象。【进行实验与收集证据】①用弹簧测力计测量100g钩码所受的重力，并填在相应表格内。②用弹簧测力计测量200g钩码所受的重力，并填在相应表格内。实验序号123456钩码的质量m/kg0.050.10.150.20.250.3钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.0重力跟质量的比值N/kg③根据实际情况，可以做3次以上实验。④记录实验数据。【分析与论证】（1）数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量的关系图象。（2）分析表格中数据，观察画出的G-m图像，归纳结论。①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，图像是一条过原点的直线，即正比例函数图像。②对实验数据进一步分析，计算出每一次实验中重力与质量的比值，该比值是一个不变的值，大约是10.0N/kg。实验结论：物体所受的重力跟它的质量成正比，比值约为物体所受的重力跟它的质量成正比，比值约为10.0N/kg（精确实验9.8N/kg）。【播放视频】——《探究重力大小跟质量的关系》【例题2】在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中.质量m/kg0.10.20.30.40.5重力G/N1____345（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到_______刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数______钩码所受的重力大小。（2）读出图甲弹簧测力计示数填入上表格的空格横线中______。（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图像___。（4）由此得出实验结论：__________。【答案】（1）零，等于；（2）2.6；（3）下图；（4）物体所受的重力跟它的质量成正比。【解析】（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到零刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数等于钩码所受的重力大小。（2）弹簧测力计示数为2.6N。（3）见下图。（4）根据重力与质量的关系图像可知，质量是原来的几倍，重力也是原来的几倍，即物体所受的重力跟它的质量成正比。3.重力的大小【讲解】精确的实验表明：物体所受的重力跟它的质量成正比。地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成G/m=gG=mgG表示重力，单位是牛顿（N）；m表示质量，单位是千克(kg)；g表示比例系数，在地球上，约为9.8N/kg；表示质量为1千克的物体在地球上受到的重力为9.8N。【师生共同完成】常见一些物体的重力大小：一瓶可乐的一瓶可乐的重力约5N物理课本的重力约2N一个中学生的重力约500N【例题3】质量为0.25kg的木块，受到的重力是多少？一个人所受的重力为450N，那么，他的质量是多少千克？(g取10N/kg)【答案】2.5N；45kg。【解析】①由G=mg可知，木块受到的重力G木=m木g=0.25kg×10N/kg=2.5N②由G=mg可得m=G/g，因此人的质量m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg进行实验活动，通过分析论证，引出重力的概念。观看视频，理解重力的概念.做题并解析.根据生活中的事例进行猜想.描点画出G-m图像，计算G/m的比值，分析图像，找出物体所受的重力跟它的质量关系。观看视频，进一步理解探究的过程。做例题并进行解析展示。根据实验结论，与老师共同归纳出重力大小的数学表达式。做例题并进行解析.学习新课二、重力的方向【提出问题】我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢？为什么在不同地点的人或物体的“脚”都“粘”在地面上呢？我们知道力是有方向的，那么重力的方向是向哪的呢？1.重力的方向【演示并讲解】物体悬挂起来静止时，悬线的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是我们所说的“竖直向下”的方向。我们可以通过观察悬线的方向就知道重力的方向。【实验】探究重力的方向实验器材：铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。实验步骤：①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂，浸没在烧杯的水中。用三角尺的直角边比较细线的方向和水面的关系。②将铁架台倾斜一定的角度，观察细线静止时的方向，用三角尺比较细线的方向和水面的关系。③继续改变铁架台倾斜的角度，观察细线的方向是否变化。实验现象：无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是垂直的。实验结论：重力的方向是竖直向下（垂直于水平面向下）重力的方向是竖直向下（垂直于水平面向下）。重力的方向“竖直向下”理解为指向地心；“竖直向下”指与水平面垂直向下，不能说成“垂直向下”。2.铅锤线【讲解】用一根细线将物体悬挂起来,物体静止时，细线下垂的方向跟重力的方向一致,这样的线叫做重垂线。（1）铅锤线的原理：是利用重力的方向总是竖直向下的性质制成的。【演示】（2）铅垂线的应用：①检查墙壁是否竖直：检查物体是否竖直检查桌面是否水平②利用铅垂线检查桌面是否水平【想想议议】我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢？我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢？重力的方向“竖直向下”理解为指向地心。指向地心的方向为“向下”；远离地心的方向为“向上”。重力的方向指向地心重力的方向指向地心重锤线检查桌面是否水平【例题4】用直角三角尺、重垂线来判断桌面是否水平．（1）操作方法：_____________（也可以用图描述操作方法）；（2）实验现象：①若桌面水平，______；②若桌面不水平，_____；（3）实验中利用的物理知识：重力的方向总是____________。【答案】（1）见解析.（2）①重垂线始终与另一直角边平行；②重垂线与另一直角边不平行；（3）竖直向下。【解析】（1）实验操作：将重垂线固定在锐角顶点上，将其顶点向上放在桌面上，使一直角边与桌面重合，观察重垂线是否与另一直角边平行；改变三角尺在桌面上的位置，重复上述操作，如图所示。（2）实验现象：①若桌面水平，重垂线始终与另一直角边平行；②若桌面不水平，重垂线与另一直角边不平行；（3）实验所用的的物理知识为：重力的方向总是竖直向下的。做一个简易的铅垂线，观察重力的方向。师生共同完成探究实验，归纳出重力的方向竖直向下.观看演示，列举生活中铅垂线的应用实例.也可小组进行讨论，代表回答。讨论并回答“竖直向下”的含义.学习新课三、重心【讲解】物体的每一部分都被地球吸引着，但对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上，这个点叫做物体的重心。1.重心：重力在物体上的等效作用点叫做重心。【提问】怎样确定物体的重心？形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在哪里？质量分布不均匀的物体的重心在哪里？【师生完成以下内容】2.重心的位置（1）形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的几何中心上，如：方形薄木板的重心在两条对角线的交点；球的重心在球心；粗细均匀的棒的重心在它的中点。物体重心的位置，不一定都在物体上。如下图所示：重心就不在物体上，而在球心、圆心、环心处。（2）质量分布不均匀的物体，其重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关。【过渡】怎样确定形状不规则的物体的重心呢？3.确定形状不规则物体重心的方法【根据ppt进行讲解】（1）悬挂法：如图所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在C点把薄板悬挂起来，同理知，薄板的重心一定在通过C点的竖直线CD上，AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。悬挂法测重心悬挂法测重心支撑法确定重心（2）支撑法确定重心：如果物体的重心正好被另一个物体支起，物体就是平稳的不会掉落。如图所示，把勺子放在手指上，仔细调节勺子的位置，使其在手指上达到一个平衡状态，物体的重心与支点在同一竖直线上，在支点的上方。【播放视频】——《悬挂法判断物体的重心》【指出】为了研究问题的方便，在受力物体上画力的示意图时，常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时，作用点也都画在重心上。4.提高物体的稳定程度【拓展】物理学家经研究证明：增大支撑面或降低重心可以提高物体的稳定程度。在实际生活中人们常常要用到这些知识。【提出问题】“不倒翁”为什么“不倒”？【讲解】上轻下重的物体比较稳定，也就是说重心越低越稳定。当不倒翁在竖立状态处于平衡时，重心和接触点的距离最小，即重心最低。偏离平衡位置后，重心总是升高的。因此，不倒翁在竖立状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆，总是不倒的。阅读课本P12有关内容，回答重心及重心的位置问题.了解悬挂法和支撑法确定物体重心的方法。观看视频，进一步理解悬挂法判断物体重心的方法.可以讨论，派代表回答.学习新课四、重力的由来【演示实验】用一根细线栓住一块橡皮，甩起来，使橡皮绕手做圆周运动，这时，你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉。【分析讲解】橡皮因受绳子的拉力才没被甩出去。月亮绕地球转动，由于地球与月亮之间有相互吸引的力，月球因受地球的吸引力才没被甩出去。这个力与地球吸引苹果，使苹果下落的力是一样的。早在300多年前伟大的科学家牛顿从苹果落地这一司空见惯的现象中得到启发，并总结前人研究成果而发现“宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力”，这就是“万有引力”。注意：讲解过程中，可以通过月亮与橡皮、人手与地球、拉力与引力等的类比帮助学生了解万有引力。重力的由来：重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。【播放视频】——《模拟引力》【例题5】由中国自行设计研制的月球车（如图）乘坐“嫦娥”三号探月卫星“亲近”月球，实施无人登月探测。已知月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的1/6，若将一个在地球上重为1200N的月球车放到月球上，它受到的重力是______N，质量是______kg。【答案】200，45.【解析】由题意可得，月球车放到月球上，它受到的重力G1月球车在地球上的质量m=G因质量是物体本身的一种属性，和物体的形状、状态、位置无关，所以月球车在月球上的质量仍然为120kg。有条件可以自己试试.注意运用类比的方法了解万有引力。做题进行展示。课堂练习课堂练习课堂练习1.关于重力，下列说法正确的是（）A．苹果只有下落时才受到重力作用B．重力的施力物体是地球C．上升的物体不受重力D．从斜面上下滑的物体不受重力【答案】B.【解析】地球附近的物体(包括与地球接触的和地球周围与地球不接触的)都受到重力作用，重力的施力物体是地球。所以选B.2.对一名普通中学生所受重力的估计，最接近实际的是（）A．5NB．50NC．500ND．5000N【答案】C。【解析】一个中学生的质量取50kg重力和质量成正比，根据G＝mg可求出重力大小G＝mg=50kg×10.0N/kg=500N3.关于物体的重心，下列说法中正确的是（）A．重心一定在物体上B．重心在物体的几何中心上C．重心指物体所受重力的作用点D．重心在物体的中间位置【答案】C。【解析】重心是物体所受重力的作用点，质量分布均匀，形状规则的物体的重心在物体的几何中心，不规则物体的重心不一定在物体的几何中心上，可用悬挂法找到。4.如图所示的几种情况，小球所受重力的示意图，正确的是（）【答案】C。【解析】重力的方向始终是竖直向下的，与水平面垂直，重力的作用点作用在球心上。所以只有C正确。5.下列叙述的力中，属于万有引力的是()A．马拉车的力B．钢绳吊起重物的力C．太阳与地球之间的吸引力D．两个异名磁极之间的吸引力【答案】C.【解析】任何有质量的物体间的相互吸引力都是万有引力。太阳与地球之间的吸引力属于万有引力。两个异名磁极之间的吸引力不是万有引力。只有C正确。6．如图所示，小钟同学在做模拟万有引力实验时，用一根细线拴一块橡皮甩起来，使橡皮绕手做圆周运动。如图所示，请你画出橡皮受到的重力和拉力的示意图。【答案】如图.【解析】重力的方向竖直向下，拉力的方向沿细线的方向。如图所示。7.对于公式G＝mg的正确理解是（）A．质量与重力成正比B．重力与质量成正比C．g＝9.8kg/ND．1kg＝9.8N【答案】B.【解析】重力大小与物体的质量有关，而质量大小与重力无关。只有在地球上，g＝9.8kg/N，不能写成1kg＝9.8N。故选B。8.在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中.质量m/kg0.10.20.30.40.5重力G/N1______345（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到______刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数_____钩码所受的重力大小。（2）读出图甲弹簧测力计示数填入上表格的空格横线中______。（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图像______。（4）由此得出实验结论：物体所受的重力跟它的质量成______。（5）如图丙所示是做“判断重力方向”的实验装置。将装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角a，观察到悬线方向是______（选填“OA”或“O