3.3重力（教学设计）七年级科学下册（浙教版）

3.3重力（教学设计）年级七年级授课时间课题3.3重力教学目标科学观念：了解重力及重力产生的原因；了解重力的方向以及重垂线的应用；了解重力的大小与质量的关系；科学思维：理解重力三要素的具体表示方式，利用数学模型解决物理问题；探究实践：通过探究了解重力和质量的关系，培养通过观察法等进行总结实验现象的相关规律，学习知识迁移法、转换法的应用、实验探究法等能力；态度责任：培养学生乐于探究自然现象，物理道理的兴趣，提高学生辩证的分析物理知识的意识。教学重难点重点：重力的概念；重力的方向难点：重力产生的原因；区分竖直与垂直学情分析本节内容选自浙教版七下第三章第3节，本节主要内容主要是重力，重力是初中科学的重要内容之一，此前学生已学习力及力的三要素等相关知识，在此基础上学习重力是进一步深化和延伸，从知识上看，重力在力学学习上有着广泛的应用，是后续受力分析等内容的基础；从思想方法上看，重力与人类生活结合相当紧密，所以掌握好重力的相关知识，具有十分重要的意义。本节内容拟用1课时完成教学。教学准备课件、课本、活动器材等教学过程教师活动学生活动新课导入当熟透的苹果落到地面的时候，你是否想过：苹果为什么会落向地面，而不是飞向空中？当向上抛石块的时候，你是否想过：石块为什么不会一直向上运动，而是要返回地面？新知讲授一、重力及其方向抛出的物体落到地上，苹果下落，水总往地处流等等，由以上事实可知：地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用。物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。我们进一步分析一下重力1.理解重力：（1）重力的施力物体：地球；受力物体：地球表面附近的一切物体；（2）地面附近的一切物体都受到重力的作用；重力是由于地球的吸引而产生的力，但注意重力不一定等于地球对物体的吸引力。（3）重力是非接触力，如在空中的物体，不论静止还是运动所受重力与原来相同；（4）物体和地球之间的作用是相互的，物体受到地球的吸引力，地球也受到物体的吸引力。活动：1．如图甲，将小球悬挂在铁架台的横杆上，待球静止时，在图上画出球静止时细线的位置。2．如图乙，将铁架台倾斜一定的角度，在图上画出球静止时细线的位置。3．根据实验现象确认重力的方向。实验事实表明，重力的方向总是竖直向下。2.重力方向的理解（1）重力的方向竖直向下是指垂直于所在地的水平面向下，近似指向地心；（2）重力的方向与运动状态无关，不管物体是否运动，怎样运动，重力的方向不变。3.重力方向的应用重力的方向竖直向下在生活和生产中有着重要的应用。例如，在建造房屋时，墙体的竖直性是房屋质量的重要指标，建筑工人常常利用如图所示的重垂线检测墙体是否竖直，还可以检验平面是否水平，画是否挂正等。思考与讨论：你能用重垂线做一个水平仪吗？在三角板的顶端悬挂一个重锤，看重垂线是否和水平面垂直，来检查被测平面是否水平。地球吸引物体的每一部分。但是，对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在某一个点上，这个点叫做物体的重心。4.重心（1）重力在物体上的等效作用点叫重心。常把重力的作用点画在重心上。（2）重心的位置：①质量分布均匀，形状规则的物体重心在它的几何中心上。②质量分布不均匀的或形状不规则的物体可以利用悬挂法来确定重心。用线将薄板悬挂起来，在板上作悬线的延长线，两次悬挂所作延长线的交点就是板的重心。重心不一定在物体上，如圆环的重心在几何中心，不在圆环上。重心会偏向质量大的那一侧，质量分布改变，重心也会改变。二、重力的大小试着将身边的物品放在手中掂掂，你可以感受到不同的物体轻重并不相同。这表明不同的物体受到重力的大小并不相同。接下来我们探究以下重力大小的相关因素。1.重力大小影响因素的探究探究：重力大小的相关因素重力作为一个力，其大小可以直接用弹簧测力计测量。但是，重力的大小跟什么因素有关呢？一只西瓜要比一只苹果重，一桶水要比一杯水重。根据生活中的经验，你也许会作出如下假设：①重力跟物体的质量有关，质量越大，重力越大；②重力跟物体的体积有关，体积越大，重力越大……采用如下两个实验，可以对上述两个假设进行检验。（1）检验假设①：将体积相同的铝块和铜块分别放在天平的两个托盘上，铜块的质量较大。用弹簧测力计测得铜块受到的重力较大。（2）检验假设②：用天平测得质量相同的木块和铜块，木块的体积较大。用弹簧测力计测得两者受到的重力相同（填“相同”或“不同”）。以上实验表明，重力的大小跟物体的质量有关（填“有关”或“无关”），跟物体的体积无关（填“有关”或“无关”）。这时，我们可以提出一个新的问题：重力的大小与质量之间究竟存在怎样的关系？【提出问题】重力的大小与质量有什么关系；【作出假设】结合生活经验，通常物体的质量越大时，我们感觉它就越沉重，由此可以猜想———质量越大，重力越大；【实验步骤】1．每小组准备1个弹簧测力计、4个质量均为100克的钩码。2．用弹簧测力计依次测出1～4个钩码受到的重力，把测量结果记录在表中。钩码数（只）1234质量（千克）0.10.20.30.4重力（牛）0.981.962.943.92重力/质量（牛/千克）9.89.89.89.8【数据处理和分析】以质量为横坐标，重力为纵坐标，建立如图所示的直角坐标系。根据表格中的数据，在坐标系上描点，连接这些点，看看重力和质量有什么关系。分析图像可知，此图线是条过原点的直线，说明物体所受重力大小跟它的质量成正比，用g表示比值时，则g=【实验结论】物体所受的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值大约是9.8牛/千克。2.重力的计算公式如果用G表示物体受到的重力，m表示物体的质量，g表示9.8牛/千克，则上述结论可表示为g=Gm，即g=9.8N/kg的物理意义：质量为1千克的物体受到的重力是9.8N。在粗略计算中，g的值可以取10牛/千克。注意：重力的大小还跟物体所在的纬度和高度有关。物体在极地受到的重力比在赤道要略大些，在山脚受到的重力比在山顶要略大些。不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一个物体在地球和月球的质量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一。【新知阅读】不同星球上的重力跟在地球上一样，在其他星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。如果把这些力也叫做重力的话，那么，物体在某星球上受到的重力不仅跟物体的质量有关，还跟该星球的质量、半径等因素有关。由于不同星球的质量和半径各不相同，所以同一个物体在不同星球上受到的重力并不相等。下表是质量为1千克的物质在不同星球上受到的重力。星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星重力（牛）1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00课堂练习典例1下列关于重力的说法中正确的是（）A.物体只有静止时才受重力作用B.自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受的重力越来越大C.物体所受的重力是由地球吸引产生的D.同一物体，在地球上受到的重力大小总保持不变，与物体所在的位置无关【答案】C【解析】ABC.物体所受的重力是由地球吸引产生的，与物体质量和重力加速度有关，与运动状态无关，物体速度增大、静止时，重力不变，故AB错误，C正确；D.在地球上不同的位置的重力加速度不一定相等，所以质量为m的物体受到的重力大小并不是在任何地方都相等，故D错误。故选C。典例2过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖首墙壁上贴长方形年画时，可利用重锤线来检査年画是否贴正。如图所示的年画的长边与垂直线不平行，为了把年画贴正，则下列操作方法中正确的是（）A.换用质量大的重锤B.上下移动年华的位置C.调整年画，使年画的长边与重垂线平行D.调整重垂线，使重垂线与年画的长边平行【答案】C【解析】因为重力的方向总是竖直向下的，所以，为了把年画贴正，通常做法是调整年画，使年画的长边与重垂线平行，因为重力方向竖直向下，所以年画的边长也竖直向下，此时年画就挂正了，故C正确，ABD错误。故选C。典例3正在太空中运行的我国首个真正意义上的空间实验室“天官二号”，假设该实验室处于完全失重状态，则不能完成的是（）A.用弹簧测力计测拉力B.让笔记本悬浮在空中C.用重锤线校正物体是否竖直放置D.用握力棒锻炼臂力【答案】C【解析】A.用弹簧测力计测拉力利用的是弹簧的弹力，太空中弹力是可存在的，故A可以完成，不符合题意；B.太空中是失重状态，笔记本悬浮在空中，故B可以完成，不符合题意；C.用重锤线校正物体是否竖直放置利用了重力，但太空中物体完全失重，故C不能完成，符合题意；D.用握力棒锻炼臂力利用了弹力，太空中弹力是可存在的，故D可以完成，不符合题意；故选C。典例4探测月壤的力学性质是嫦娥五号登月的科研任务之一，2020年12月17日凌晨嫦娥五号携带着月壤样本成功返回地球。根据要求回答下列问题：（1）列式计算1千克月壤样品在地球上所受重力是多少？。（2）科学家对月球上重力与质量的关系进行了探究，请完成下表。请你根据上表，可以得出的结论：。（3）在地球上，用大小为F的拉力使弹簧伸长ΔL；若在月球上使同一弹簧伸长ΔL，所需的拉力大小为（选填“大于”“小于”“等于”）F。【答案】（1）9.8N；（2）1.6；月球上重力与质量比值是一个定值，为1.6（3）等于【解析】（1）月壤样品在地球表面所受重力G=mg=lkgx9.8N/kg=9.8N；（2）由表中数据可知，重力和质量之比均为1.6N/kg；由此可得结论：月球上重力与质量比值是一个定值，为1.6；（3）在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比，这个规律与地、月环境无关，所以若在月球上使同一弹簧伸长ΔL，所需的拉力大小等于F。典例5兴趣小组的同学探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”时，实验记录如下表：（1）分析表中的实验数据，可以得出的结论是。（2）上表中计算物体重力与质量的比值的目的是。（3）本实验多次测量获得多组数据的目的是（选填编号）①为了求平均值，使测得的数据更准确，减小误差；②为了寻找普遍规律。【答案】（1）物体所受重力与其质量成正比（2）为了得到重力和质量的关系（3）②【解析】（1）由表中数据可知，重力与质量的比值相等，可以得到物体所受重力与其质量成正比。（2）为了得到重力和质量的关系，需要计算物体重力与质量的比值。（3）本实验需要多次测量，是为了通过探究得出重力和质量的关系，使结论更具普遍性，故②正确。课堂小结1.重力及其方向（1）概念：地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用。物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。（2）受力物体：地球表面附近的物体；施力物体：地球；（3）方向：重力的方向总是竖直向下，与水平地面垂直指向地心。（在宇宙中观察指向地球中心）（4）重力方向的应用：重垂线检测墙体是否竖直、利用水平仪检查桌面、窗台等是否水平等。（5）重心：重力在物体上的等效作用点叫重心。常把重力的作用点画在重心上。（6）重心的位置：①质量分布均匀，形状规则的物体重心在它的儿何中心上。②质量分布不均匀的或形状不规则的物体可以利用悬挂法来确定重心；重心不一定在物体上，如