重力與重心教學設計
一. 教學內容：
重力與重心
知識重點：
1. 理解力的概念，知道力是矢量。
2. 知道力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而存在，在具體問題中能找出施力物體和受力物體。
3. 知道重心的概念以及均勻物體重心的位置。
二. 重點、難點：
1. 知道力的作用效果，知道力的名稱可按力的性質和力的作用效果來命名。
2. 知道重力的大小和方向，會用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）計算重力。
主要內容講解：
一. 力
1. 定義：力是物體間的相互作用
2. 特征：
1）物質性：產生力的前提是有物體，而且是兩個物體。
一個孤立的物體不會存在力，力不能脫離開施力物體和受力物體而獨立存在。在研究一個物體受力時，不一定指明施力物體，但施力物體一定存在且能找到。
2）相互性：只要有力發生，就一定有施力物體和受力物體；施力物體同時也是受力物體。
3）矢量性：力既有大小又有方向。
例1. 下列關于力的說法中正確的是
A. 射出槍口的子彈，能打到很遠的距離，是因為子彈離開槍口后受到一個推力作用
B. 甲用力把乙推倒，說明只是甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用
C. 只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受到力
D. 任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體
解析：子彈在槍管內受到火藥爆炸所產生的強大推力，使子彈離開槍口時有很大的速度，但子彈離開槍口以后，只受重力和空氣阻力作用，并沒有一個所謂的推力，因為不可能找到這個“推力”的施力物體；故不存在，所以A錯。物體間力的作用總是相互的，甲推乙的同時乙也推甲，故說法B錯。不論物體是否有生命或是否有動力，它們受到別的物體作用時，都會施力，馬拉車時，車也拉馬；書向下壓桌子，桌子也向上推書，故C錯。由于自然界中的物體都是相互聯系的，找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個物體既是受力物體，又是施力物體，故說法D正確。
3. 力的作用效果：
1）使物體發生形變
2）可使物體的運動狀態發生改變
4. 力的三要素：大小、方向、作用點（即哪些因素影響了力的作用效果？）
5. 力的表示：
1）力的圖示：就是用一根帶箭頭的線段來表示力。要準確地表示出力的三要素
例2. 小車在水平方向受到向右的100N的力F，如何表示這個力呢？
解：首先確定比例如下：
根據條件畫出力的圖示如下：
說明：在力的圖示中，必須明確表示出力的作用點、方向和大小，即必須明確表示出力的三要素。
2）力的示意圖。
在分析物體的受力情況時，只需要在圖中畫出力的方向，不畫大小，表示物體在這個方向上受到了力。
6. 力的種類：
按性質分：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等。
按效果分：拉力、壓力、支持力、浮力、動力、阻力等。
7. 力的測量：彈簧秤
二. 重力與重心
1. 重力是由于地球對物體的吸引而使物體受到的力。
重力并不是地球的吸引力，而是由于吸引力產生的，而不能說地球的吸引力就是物體的重力。
重力的反作用力：是物體對地球的引力，作用在地球上。
例3. 關于重力的說法，正確的是
A. 重力就是地球對物體的吸引力
B. 只有靜止的物體才受到重力
C. 同一物體在地球上無論怎樣運動都受到重力
D. 重力是由于物體受到地球的吸引而產生的
答案：CD
解析：重力是由于物體受到地球的吸引而產生的，地球對物體的吸引力產生兩個效果：一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉動；另一個效果即另一部分力才是重力，也就是說重力通常只是吸引力的一部分。重力只決定于地球對物體的作用，而與物體的運動狀態無關，也與物體是否受到其他力的作用無關。
2. 重力的方向和大小
1）重力的方向豎直向下。
強調：豎直向下不能說成垂直向下，豎直向下指的是與水平地面相垂直，不能籠統指垂直方向。
2）重力大小與物體質量關系：
G＝mg（g＝9.8N/kg）
強調：g值在地球的不同位置取值不同，同學閱讀課本內容可知，赤道上g值最小，而兩極g值最大。一般的處理方法：在地面附近不太大的范圍內，可認為g值是恒定的。
3）測量：懸掛在彈簧秤下，靜止時彈簧秤的示數
3. 重心：
通俗點講，重心就是重力的作用點。就是在研究問題時，從效果上看，可以認為物體各部分受到的重力作用集中于一點，這一點就叫物體的重心。
我們把物體的全部質量壓縮成一點將不影響研究結果，這就是物理學的一種等效代替的思想。
1）質量分布均勻的物體的重心，跟物體的形狀有關。有規則形狀的物體，其重心在此幾何中心上。
2）質量分布均勻的形狀不規則的薄板的重心可用懸掛法找到。
歸納：物體的重心可在物體之上，也可在物體之外。
3）質量分布不均勻的物體，重心的位置即跟形狀有關，也與質量分布有關。
比如：往高處疊放東西，重心不斷隨高度而上移。
4. 重心與穩定：
重心的高低與支承面的大小決定物體的穩定程度。
當重力作用線落到物體的支持面以外時，物體就會傾倒
【模擬試題】（答題時間：30分鐘）
1. 下列關于力的說法正確的是
A. 一個力可能有兩個施力物體
B. 不存在不受力的物體
C. 物體受到力的作用，其運動狀態未必改變
D. 物體發生形變時，一定受到力的作用
2. 關于力的說法，正確的是
A. 有力作用在物體上，其運動狀態一定改變
B. 力是使物體產生形變的原因
C. 力的三要素相同，作用效果一定相同
D. 一對互相平衡的力一定是相同性質的力
3. 下列說法中正確的是
A. 有的物體自己就有力，如爆炸的手榴彈，所以這個力可以沒有施力物體
B. 力不能離開物體而存在
C. 不接觸的物體之間一定沒有力的作用
D. 有物體存在就一定存在力
4. 如果地面上一切物體受到的重力都消失了，則不可能出現的現象是
A. 江河的水不會流動
B. 雞毛和鐵球都可以懸浮在空中
C. 天不會下雨
D. 一切物體的質量都變為零
5. 關于物體的重心，下列說法正確的是
A. 物體的重心一定在物體上
B. 任何物體的重心都在它的幾何中心上
C. 物體的形狀發生改變其重心位置一定改變
D. 物體放置的位置發生改變，重心對物體的位置不會改變
6. ABC是木匠用的曲尺，它是用粗細不同、質量分布均勻，AB和BC相等的木料做成，D是AC連線的中點，E是AB的中點F和BC的中點G連線的中點，則曲尺的重心在
A. B點 B. D點 C. E點 D. A點
7. 關于重心的說法，正確的是
A. 重心就是物體內最重的一點
B. 物體的重心位置有可能變化
C. 把一物抬到高處，其重心在空間的位置也升高了
D. 背躍式跳高運動員，在躍過橫桿時，其重心在身體之外
8. 關于重力的大小，以下說法正確的是
A. 懸掛在豎直繩子上的物體，繩子對它的拉力一定等于其重力
B. 靜止在水平面上的物體對水平面的壓力一定等于其重力
C. 物體所受的重力與它的運動狀態無關
D. 向上運動的物體所受重力可能小于向下運動的物體所受重力
9. 放在桌上的書本，受到支持力的作用，其受力物體是______，施力物體是______；同時，書對桌面的壓力，其受力物體是______，施力物體是______。由此可見，一個物體既是______，又是______。
10. 下列各種力：（1）重力（2）拉力（3）支持力（4）彈力（5）浮力（6）摩擦力（7）動力（8）推力。屬于按力的性質分類的是______，屬于按作用效果分類的是______（用序號填寫）。
11. 重力是由于______而產生的，它的方向______，重力的作用點可認為作用在物體的______上。
12. 一個邊長為2 m的質量均勻分布的正方形薄板，一邊放在水平桌面上，薄板平面與桌面垂直，繞其位于桌面上的一個頂點轉到薄板平面的對角線處于豎直位置的過程中，其重心位置升高了__________m。
13. 畫出下面幾個物體所受重力的圖示。
（1）放在水平桌面上的質量m＝0.05 kg的墨水瓶。
（2）豎直向上飛行的質量m=2×103 kg的火箭。
（3）沿著滑梯下滑的質量m=20 kg的小孩。
（4）拋出后在空中飛行的質量m=4 kg的鉛球。
14. 正方體邊長為L，今用一力作用于AB邊，使其繞C'D'邊轉動，直到平面ABC'D'處于豎直位置，求：正方體的重心升高了多少？
15. 兩位同學在看體育比賽時，發現“背越式”跳高比“跨越式”跳高好得多，請你來探究一下這個問題，說說為什么是這樣的。
【試題答案】
1. BCD 2. BC 3. B 4. D 5. D
6. C 7. BCD 8. C
9. 書本，桌面，桌面，書本，施力物體，受力物體
10. （1）（4）（6），（2）（3）（5）（7）（8）
11. 地球吸引，豎直向下，重心
12.
13. 略
14.
15“背越式”跳高與“跨越式”跳高相比較，在跳過相同高度的橫桿時，重心升高要低一些，對運動員來說容易做到，有助于跳高運動員成績的提高，所以說“背越式”跳高要優于“跨越式”跳高。
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