第一篇：物理：3.1《重力 基本相互作用》教學設計(新人教版必修一)

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用“引導—探究法”教《重力 基本相互作用》

江蘇省無錫天一中學 焦健生

一、教材分析

1．本節內容的地位和作用

“重力 基本相互作用”一節內容編排在《高中物理》（必修1）第三章第一節中，這部分知識，特別是力這一基本概念，是本章的一個基礎性的重點，學好這部分知識，可以為學習本節的后續內容做好必要的準備。

2．教學重點與難點

本節從力的概念入手來研究物體受到的重力，力的概念很抽象，為了便于學生接受，教材在處理這部分知識時，以現實生活的例子作為依托，列舉了生活中學生能夠感知的例子，說明力是改變物體運動的原因，是物體產生形變的原因，在此基礎上給出力的定義和力的表示法，對于力的相互性的理解是從施力物體和受力物體的角度定義的。可見，力的概念既是本節的重點，又是一個難點。

重力是學生比較熟悉的，教材從力的三要素的角度來介紹重力的有關知識，重力概念理解的難點是對重心的理解。

二、教學目標

（一）知識與技能

1．了解力是物體對物體的相互作用，知道力能使物體發生形變或使物體的運動狀態發生改變。

2．知道力的三要素，會用力的圖示法來表示一個力，會畫力的示意圖。

3．知道重力產生的原因及其定義，會求重力的大小并能確定重力的方向。

4．知道物體重心的含義，會用縣掛法確定不規則薄板重心的位置，會求質量分布均勻、形狀規則的物體的重心。

（二）過程與方法

1．通過實例等探究活動讓學生來體驗力的產生原因、力的作用效果以及力作用的相互性。

2．引導學生自己動手，用懸掛法來探究確定不規則薄板重心的位置。

3．通過“重心”概念的引入，滲透“等效代換”的物理學方法。

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（二）探究力的作用效果，引出并正確理解力的概念

1．創設情景，提出問題

讓我們來親身體驗一下力的存在和力的作用，要求：同桌雙手相互推掌，一人處于被動，雙方感受力的存在，如果用力還可以把另一人推開。

體會和思考：力產生了什么樣的作用、力是怎樣產生的？

2．科學想象并體會，探索研究上述問題

鼓勵學生大膽地動手、科學地想象并體會，在這環節中，學生分組討論上述問題，教師給以適當提示。

3．再創情境，歸納總結，得出結論

向學生展示實驗器材：方木塊，海綿。實驗：手推方木塊使之運動，手用力推海綿。

請學生總結：

（1）力可以改變物體的運動狀態；

（2）力可以使物體發生形變；

（3）力是物體對物體的相互作用。

4．逐字分析，正確理解力的概念

思考：（1）力能夠脫離物體而獨立存在嗎？

（2）如何理解力的作用是相互的？

引入：施力物體和受力物體的概念？

結論：一個力總能找到它的受力物體和施力物體。

例1：下列關于力的敘述正確的是（）

A．力是物體對物體的作用

B．只有直接接觸的物體間才有力的作用

C．如果一個物體是受力物體，那么它必定同時也是施力物體

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（2）形狀規則的物體的重心一定在其物體上嗎？為什么？（討論）

（3）物體的重心一定在物體上嗎？與物體形狀、質量分布關系？討論并舉例。

探究性活動：用懸掛法測定薄板的重心位置。（測三角板、書本的重心）

（四）簡要說明一下四種基本相互作用

學生自學并總結。

（五）總結本課內容

1．力的作用效果；2．力的概念；3．重力、重心；4．四種基本相互作用。

（六）作業

1．課本：P57 1、2、3。

2．課后體會日常生活中有關力作用生活實例。

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第二篇：高中物理必修一教案：3.1重力基本相互作用

3.1 重力

基本相互作用

一、教材分析

這一節首先從力的概念入手進行研究，“力是物體間的相互作用”這個表達是抽象的，也是教學中的一個難點，教學中要從生活中的具體例子出發，說明力是改變物體運動狀態的原因，是使物體產生形變的原因，在此基礎上給出力的定義.對于力的相互性的理解是從施力物體和受力物體的角度來進行定義的，剛開始分析物體受力時，可以把施力物體找出來以便在分析時不會憑空增加力的個數.力的三要素是對物體進行受力分析時把問題簡單化的一種方法，也是以后作力的分析草圖時必須用到的一種基本知識和技能，所以要學生多加練習，特別是對力的示意圖更要加以重視，這是受力分析的基礎.重力概念的理解難點在于重心的理解，重心是重力的作用點，但重心的位置與物體的形狀和物體的密度分布都有關系.理解重力可以從演示實驗入手進行，把抽象的問題具體化是解決難點的很好的方法.二、教學目標

1、知道重力產生的原因及其定義。

2、知道重力的方向以及重力的大小與物體質量的關系，能用重錘線檢驗一條線或一個面是否豎直或水平。

3、知道物體重心的含義

4、了解力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，認識力能使物體發生形變或運動狀

態發生改變

5、知道力的三要素

6、了解四種基本相互作用

三、教學重難點

重點：

1、重力的方向以及重力的大小與物體質量的關系

2、力能使物體發生形變或運動狀態發生改變

難點：

1、力的作用效果與力的大小、方向、作用點三個因素有關

2、重心的概念

四、學情分析

力的概念在初中已經有所接觸，但是它的理解仍然是一個難點，關鍵是在于力是物體間的相互作用這一問題上，并且兩個力地位是相同的．重力是在初中已經學習過的一個概念，對它的理解主要應該放在重心的研究上，知道不同情況下物體重心的位置．自然界四種基本相互作用是新教材新增的內容，對它的理解不必太深，了解這方面的知識，為將來發展打下基礎．

五、教學方法

創設情景，導入目標——自主探索，實踐體驗——表達交流，總結歸納

六、課前準備

多媒體，長方形木塊，鋸條，橡皮條，已知質量的鉤碼，重錘線，鉛筆，刻度尺，質量均勻分布的金屬板等。

七、課時安排

八、教學過程

（一）預習檢查、總結疑惑

勻速直線運動，勻速圓周運動，加速直線運動有何區別？ 引入物體運動狀態發生變化的含義是什么？

學生閱讀課本P54第一段后答：物體速度（大小、方向）發生變化 物體發生形變的含義是什么？學生閱讀課本P54第二段后舉例。

（二）情景引入、展示目標

同學們都平時都習慣這樣說，我們班要數某某同學的力量最大，某某同學腳部的力量最強，一腳可以把足球開出五、六十米。這種對力的說法符合物理角度對力的定義嗎？本節課我們將著手研究這個問題，并學習幾種簡單的力學問題。

（三）合作探究、精講點播

一、力和力的圖示

⑴力的描述：力是物體與物體的作用。（即力產生的條件是兩個或兩個以上的物體發生作用）

⑵力的作用效果：使物體的運動狀態發生改變或是物體發生形變。⑶力的測量工具：測力計（彈簧秤）⑷力的單位：牛頓

⑸力的量性：矢量，遵循矢量運算法則 ⑹力的圖示：按一定比例作出的帶箭頭的線段，線段的長短表示力的大小，箭頭的方向表示力的作用方向，箭頭或箭尾表示力的作用點。

二、重力

1、重力

提問：重力是怎樣產生的？

學生在預習后回答：地球上的一切物體都要受到地球的吸引，所以人跳起來總會落在地上，扔出去的東西總要落回地面。

提問：有的同學說物體的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？

學生猜疑：有的說是，有的說不是。

教師釋疑：嚴格地說，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才會學到這些知識，現在知道就行了。所以說重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，而不能說地球的吸引力就是物體的重力。由于兩者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。

⑴概念：由于地球對物體的吸引而使物體受到的力，叫做重力。重力就是重量。

一個物體受到10N的重力，可以說這個物體的重量是10N。提問：重物受到的重力的施力物體和受力物體各是誰？ 學生：施力物體是地球，受力物體是重物。

強調：地球上的任何物體在任何狀態下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。

在月球上，物體也會由于月球的吸引而受到相應的重力，到其他星球表面也一樣。⑵產生條件：是由于地球的吸引。

2、重力的大小和方向

提問：重力的大小可以用彈簧秤來測量，為什么？

學生：物體靜止時對彈簧秤的拉力大小等于其重力。

實驗：手提彈簧稱及其下掛的鉤碼，測出鉤碼的重力；在豎直方向上用不同的方式運動，觀察彈簧稱示數及其變化。

(引導學生根據實驗，并結合二力平衡知識得出結論)

⑴重力的大小：

重力的大小可以用彈簧秤測出。

在靜止的情況下，物體對豎直懸繩的拉力或對水平支持物的壓力，在數值上等于物體重

力的大小。

動手實驗：用彈簧秤測量一個鉤碼、兩個鉤碼、三個鉤碼的重力的大小，觀察計算重力G與鉤碼的質量m的關系。

學生馬上得到：G與m成正比。

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，一般情況下忽略這個差異，可認為g值是恒定的。實驗：從靜止釋放的小石塊總是豎直下落，重錘線的方向總是豎直向下。

歸納：從靜止釋放的小石塊總是豎直下落，分析重錘線下重物的受力情況，可知重力的方向豎直向下。

⑵重力的方向：總是豎直向下。

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。

3、重心

⑴概念

物體的各部分都受到重力的作用。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，或各部分重力的等效作用點，或各部分所受到的重力的合力的作用點，叫物體的重心。

通俗點講，重心就是重力的作用點。把物體的全部質量集中到一點將不影響研究結果，這就是物理學的一種等效替代的思想。

⑵與重心位置有關的因素： ①與物體的形狀有關；

②與物體的質量分布有關。

質量分布均勻的物體的重心，跟物體的形狀有關。

質量分布均勻的有規則形狀的物體，其重心在此幾何中心上。

同學們在初中知識的基礎上，找出這些質量分布均勻的物體的重心（投影分析）

質量分布均勻的形狀不規則的薄板形物體的重心可用二次懸掛法或尋找支點法找到。學生動手找自己的不規則薄板的中心，并且說出其原理。

[教師演示：木圓環，不規則形狀薄木板的重心。（參照課本P5的實驗）

驗證：用懸掛法確定重心之后，在板上固定一條細線，讓穿過重心C點，再在其重心C處拴上細繩提拉，驗證薄板可以水平衡。也可以重心C為支點，讓薄板水平平衡。

C 中

C 其平演示講解：不倒翁的制作就是改變橢圓空腔的重心，增強對重心概念的印象。

演示：將一段均勻的直鐵絲，做成直角、四邊形、圓形等不同的形狀，用懸掛法尋找其重心的位置。

歸納：物體的重心可在物體之上，也可在物體之外。

物體的穩定程度與重心的高低及支承面的大小等有關。

簡單介紹一下不倒翁的原理，讓學生有一種印象，為以后學習習近平衡的種類奠定基礎。鞏固練習：用卡車運輸一些有的輕、有的重物體，將這些物體怎樣堆放到卡車上較為合 理。

(盡量將重的物體放在車的底部，整體的重心較低，行駛較安全)

三、基本相互作用

引力相互作用是是所有物體之間都存在的一種相互作用。對于通常大小的物體，它們之間的引力非常微弱，常被忽略不計。

電磁相互作用包括靜止電荷之間以及運動電荷之間的相互作用。電和磁是密切相關的，在一個參考系中觀察到的磁力可以和另一個參考系中的電力聯系起來，電力和磁力可統一為電磁相互作用。

引力和電磁力能在宏觀世界里顯示其作用。這兩種力是長程力，從理論上說，它們的作用范圍是無限的。但是，電磁力要比引力強得多。宏觀物體之間的相互作用，除引力外，所有接觸力都是大量原子、分子之間電磁相互作用的宏觀表現。

強相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范圍在原子核尺度內。強作用力只在10-15m范圍內有顯著作用，弱作用力的作用范圍不超過10-16m。這兩種力只有在原子核內部和基本粒子的相互作用中才顯示出來，在宏觀世界里不能覺察它們的存在。核子（質子、中子）、電子和中微子等參與弱相互作用。強相互作用是介子和重子（包括質子、中子）之間的相互作用，因為這種力將核子束縛在一起，核物理學家們把它稱為核相互作用。

（四）、反思總結、當堂檢測

教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測

（五）發導學案、布置作業

1、課后完成課本54頁“問題與練習”中的習題。

2、用懸掛法確定形狀不規則物體的重心（硬紙板、衣服掛）

九、板書設計

一、力和力的圖示

二、重力

1、重力

2、重力的大小和方向

3、重心

三、基本相互作用

第三篇：物理：3.1《重力 基本相互作用》學案(新人教版必修1)

3.1 重力 基本相互作用學習目標:

班級________姓名________學號_____1.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。2.知道力是矢量，知道力的作用效果和決定力的作用效果的因素，在具體問題中能畫出力的圖示和力的示意圖。3.知道力的兩種分類方法。4.知道重力是由于物體受到地球的吸引而產生的。知道重力的大小和方向。5．知道重心的概念以及均勻物體重心的位置。學習重點：重力學習難點：重力 基本相互作用 主要內容:

一、力是物體間的相互作用

1．力的物質性：2．力的相互性：3．物體間發生相互作用的方式有兩種：①直接接觸②不直接接觸4．力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。力的大小用測力計(彈簧秤)來測量。在國際單位制中，力的單位是N(牛)。通常把力的大小、方向和作用點叫做力的三要素。力的三要素決定了力的作用效果。若其中一個要素發生變化，則力的作用效果也將變化。5．力的作用效果 ①使受力物體發生形變； ②使受力物體的運動狀態發生改變。力的作用效果是由力的大小、方向和作用點共同決定的。例如用腳踢足球時，用力的大小不同，足球飛出的遠近不同；用力的方向不同，足球飛出的方向不同；擊球的部位不同，球的旋轉方向不同。

二、力的圖示1．力可以用一根帶箭頭的線段來表示。它的長短表示力的大小，它的指向(箭頭所指方向)表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法，叫做力的圖示。這是把抽象的力直觀而形象地表示出來的一種方法。2．畫力的圖示的步驟 ①選定標度：畫出某一長度的線段表示一定大小的力，并把該線段所表示的力的大小寫在該線段的上方。所選標度要適當(力的圖示上刻度不能過少，也不能多而密，要便于作圖計算)，一般標度的大小應是所圖示的力的1/n，n為除“1”以外的正整數。②畫一個方塊或一個點表示受力物體，并確定力的作用點。③從力的作用點開始，沿力的作用方向畫一線段(根據所選標度和力的大小確定線段的長度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段的小短線)。④在表示力的線段的末端畫上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標出表示這個力的字母或數值。3．注意：①箭尾通常畫在力的作用點上。②若在同一個圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一個標度。③力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側重于畫準力的方向，帶箭頭的線段上沒有標度，線段的長度只定性表示力的大小。

三、力的示意圖 與力的圖示相比，只要求在圖中準確畫出力的方向，表達出物體在這個方向受力即可，不要求準確畫出力的大小。

四、力的分類(1)按力的性質和力的效果分類 ①性質力：重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等。②效果力：支持力、壓力、拉力、動力、阻力、向心力等。(2)按作用方式可分為接觸力(如支持力、壓力等)和場力(如重力等)。(3)按研究對象可分為內力和外力。(4)按力的關系可分為：共點力、共面力、平行力、平衡力、作用力與反作用力等。(5)注意：正確區分性質力和效果力是對物體進行受力分析的基礎，也是正確解決力學問題的重要環節。根據效果命名的不同名稱的力，性質可能相同，如壓力和支持力都是彈力性質不同的力，可以叫同一個名稱，如重力、彈力都可使物體由靜止開始運動，都可叫動力，其作用效果可以相同。同一個力，可以有不同的名稱，如用繩子拉小車前進，繩子對小車施以拉力，又叫彈力、動力等。

五、重力是由于地球的吸引而使物體受到的力 1．重力的產生 靜止釋放的物體豎直下落。拋出的物體會落回地面，水會從高處流向低處，這眾多的事例說明地球上的一切物體都受到地球的吸引。重力是由于地球的吸引而產生的。重力也叫重量，常用符號G表示。①重力的施力物體是地球，其本質是地球對物體的吸引力，但不能說重力就是地球對物體的吸引力。②地球表面附近的一切物體，不論是靜止的，還是運動的，不論是否與地面接觸，都受重力作用。重力與運動狀態和接觸面情況均無關。2．重力的方向總是豎直向下的 豎直向下即垂直于(當地的)水平面向下，沿重錘線向下。物體只在重力作用下從靜止開始下落的方向是豎直向下的。不能將“豎直向下”理解為“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”。重力的方向不一定指向地心。3．重力的大小由物體的質量和所處的地理位置共同決定 ①在同一地點，重力G與質量m成正比；同一物體，在不同地點所受的重力可能不同(隨地理緯度的增加而增大，隨離地高度的增加而減小)，不過這種差異很小，一般在地面附近不太大的范圍內，可認為其重力大小恒定不變。②重力大小的計算公式是G=mg．式中m是物體的質量，單位用kg；g是一個與地理位置有關的量，反映地球對物體作用力的強弱。(g值隨地理緯度的增加而增大，隨離地面高度的增大而減小)通常情況下(在地球表面附近)，取g=9．8N／kg，表示質量是1kg的物體受到的重力是9．8N。③重力的大小可以用彈簧秤測出。其依據的原理是二力平衡條件和力作用的相互性：用懸繩掛著的靜止物體或用靜止的水平支持物支持的物體，對豎直懸繩的拉力或對水平支持物的壓力，大小等于物體受到的重力。特別注意：拉力或壓力與重力大小相等是有條件(平衡)的；且不能認為拉力或壓力就是重力，因力的性質不同，施力物體和受力物體也不同。④重力的大小在一般情況下小于地球對物體的引力大小(學過“萬有引力”就明白了)。4．重力的作用點：重心。

六、重心 一個物體的各部分都要受到重力的作用。從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心。1．重心是重力的等效作用點。引入重心的概念，就把實際作用于整個物體各部分的重力用作用于重心的一個力等效地代替了，于是原來的整個物體就可以用一個有質量的點代替，從而使研究問題大為簡便。這種方法，在物理學上叫等效方法。等效方法是研究物理問題常用的思維方法，它是在保證效果不變的前提下用一種簡化的形式來替代原來的形式以使研究問題方便些。注意：重心并不是重力的實際作用點，也不是物體上最重的一點，更不能認為地球只吸引物體的這一點。2．物體重心的位置跟物體的形狀和物體內質量的分布都有關系，跟物體的放置情況和運動狀態無關。只有形狀規則、質量均勻分布的物體的重心才在物體的幾何中心。重心的位置可在物體上，也可以在物體外。3．對于薄板狀物體，可以用懸掛法找出其重心位置，其依據的原理是二力平衡條件。

七、四種基本相互作用：【例一】關于力的概念，下列說法中正確的是（）A．一個受力物體可以對應著一個以上的施力物體。B．一個力必定聯系著兩個物體，其中任一個物體既是受力物體又是施力物體。C．用手壓彈簧，手先給彈簧一個作用，彈簧壓縮后再反過來對手作用。D．直接接觸的物體間一定有力的相互作用。【例二】試說出右圖所示的力F的大小、方向、作用點。

【例三】在下圖中作出A受到一個與水平面成30°角的斜向右上方500N的拉力的圖示。

A 【例四】如圖：已知小球、物塊的質量均為m，懸繩對小球的拉力________N。物塊對地面的壓力(兩者均處于靜止狀態)是___________N。如果說懸繩的拉力等于重力，物塊對地面的壓力等于重力，這種說法對嗎?【例五】物體靜止在水平桌面上，物體對水平桌面的壓力()A、就是物體的重力B、大小等于物體的重力C、這壓力是由于地球的吸引產生的D、這壓力是豎直向下的。【例六】物體靜止在斜面上，物體所受重力的方向如圖所示，這個表示對嗎？【例七】如圖所示為一空心圓球，內部裝滿水，若在其底部一小孔，水從中不斷流出，則在此過程中，球和其中水整體的重心如何變化?課堂訓練：1．下列各種力的名稱，根據力的效果命名的是()A、浮力B、彈力C、重力D、拉力 E、摩擦力F、動力 G、阻力 H、壓力 I、支持力 J、分子力 2．用圖示法畫出力，并指出施力物體和受力物體。兩人合提一桶水，各用80N的拉力，兩力與水平方向的夾角均為45°。3．關于物體的重心的說法中，正確的是()A．因物體的重心是重力的作用點，所以物體的重心一定在物體上。B．任何有規則形狀的物體，其重心必在其幾何中心。C．物體的形狀改變時，它的重心位置很可能也隨著改變。D．物體的重心可能在物體上，也可能在物體外。

4．力是__________的作用，一個物體受到力的作用，一定有_________對它施加這種作用，力是不能離開_____________而獨立存在的。

課后作業：

1．下列說法中正確的是()A、某施力物體同時也一定是受力物體。

B、沒有施力物體和受力物體，力照樣可以獨立存在。C、找不到施力物體的力是不存在的。

D、有的物體自己就有力，這個力不是另外的物體施加的。2．下述關于力的說法中不正確的是()A、力對物體的作用效果，完全由力的大小決定。

B、作用在物體上的力，不論作用點在什么位置產生的效果均相同。C、物體受到力的作用后，一定同時出現形變和運動狀態的改變。D、力的作用效果一定會使物體運動。3．下列說法中錯誤的是()A、力是物體對物體的作用。B、只有直接接觸的物體間才有力的作用。C、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。D、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。4．關于重力的說法，正確的是()A．重力是由于地球對物體的吸引而產生的。

B．物體在地球表面附近無論是靜止，還是向上或向下運動，它都受到重力。C．重力就是靜止的物體對豎直懸繩的拉力。D．物體本身就有重力，所以重力沒有施力物體。5．下列關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。6．關于重力的大小，下列說法正確的是()A．物體的重力跟質量成正比。

B．g=9．8N／kg表示重力是9．8N的物體的質量是1kg。C．放在斜面上的物體比在平面上受的重力小。

D．在地面附近，物體靜止時與運動時，其重力大小是不變的。

7．一條放在地面上的長為L的柔軟勻質粗繩，向上提其一端剛好拉直時，它的重心位置升高了__________；長為L的均勻直鋼管平放在水平地面上，現抬起其一端使其與水平地面成30角時，它的重心位置升高了___________。8．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

9．畫出下面物體所受重力的圖示

6(1)放在水平地面上的重為3．O×10 N的木箱。

(2)質量為8kg的小球在空中自由下落時(不計空氣阻力)所受力的圖示(g取10N/kg)。

閱讀材料：經典力學的建立 十五、十六世紀，偉大的波蘭天文學家哥白尼用自制的各種儀器對天象進行了長期的觀測，并對觀測的資料進行分析、整理，于1543年出版了《天體運行論》，提出了“日心地動說”的體系。

在哥白尼工作的基礎上，揭開行星運行之迷的是偉大的德國天文學家開普勒。開普勒從整理和研究第谷所觀測的行星運行和恒星位置的數據中，首先研究火星的運行轉道，經過無數次的探索，終于發現：火星運行的軌道是一個橢圓。1609年，他發表了《新天文學》一書《論火星的運行》一文，將對火星的發現推廣到所有行星，這就是以他的名字命名的開普勒第

一、第二定律、面積定律)，隨后又發現了第三定律(周期定律)。值得指出的是，開普勒的工作給人們以深刻的啟示：科學不能停留在單純的觀測數據中，而必須對觀測到的數據進行細致的分析，才能找到事物運動的內部規律。還要指出的是，開普勒并沒有以發現這三個定律為滿足，他還企圖用力的作用來解釋它們，牛頓正是沿著這個思路而創立他的天體動力學理論的。

對亞里士多德關于重的物體比輕的物體下落得快以及力是維持物體運動的原因等錯誤觀點的否定爭糾正是經典力學產生的重要標志：1586年比利時的力學家西蒙〃斯臺文(1548—1620)出版了一本《論力學》的著作，其中關于落體實驗是這樣記敘的：“反對亞里士多德的實驗是這樣的：讓我們拿兩只鉛球，其中一只比另一只重十倍，把它們從三十英尺的高度同時丟下來，落在一塊木板或者什么可以發出清晰響聲的東西上面，那末，我們會看出輕球并不需要比重球多十倍的時間，而是同時落到木板上，因此，它們發出的聲音聽上去就象是一個聲音一樣。”1589年，伽利略進一步研究了落體問題。他在研究過程中創立了運動學的基本概念，并把觀察實驗、數學推算和邏輯論證有機地結合起來，做了著名的斜面實驗，揭示了力和運動的本質聯系，得到了落體定律和慣性定律。伽利略的這些發現，不僅在物理學史上而且在整個科學史上都占有極其重要的地位。這不僅在于他糾正了統治近二千年的亞里士多德的錯誤觀點，更重要的是他創立了對物理現象進行實驗研究并把實驗的方法與數學方法。

經典力學的理論體系是以牛頓運動三定律為基礎的。牛頓系統地總結了伽利略、開普勒惠更斯等人的工作，得到了萬有引力定律和牛頓運動三定律，于1687年出版了《自然哲學數學原理》。這是牛頓的—部代表作，也是力學的一部經典著作。牛頓在這部書中，從力學的基本概念（質量、動量、慣性、力等）和基本定律(運動三定律)出發，運用他所發明的微積分這一銳利的數學工具，建立了經典力學的完整而嚴密的體系，把天體力學和地面上的物體的力學統一起來，這是物理學史上第一次大的綜合。所以，牛頓的《自然哲學數學原理》的出版，標志著經典力學體系的建立．牛頓從事自然科學研究工作時，是站在自發的唯物主義立場上的，這是他取得重大成就的思想基礎．重視實驗，重視歸納，這是牛頓的科學方法論的核心，也是他取得重大成就的關鍵。牛頓的世界觀的根本缺陷在于它的形而上學和經驗主義，他輕視哲學指導，提出了。神的第一次推動”的唯心主義觀點，這是一個嚴重的教訓．

牛頓力學體系的建立，對全部自然科學的發展作出了不可磨滅的貢獻。由于力學的巨大成就，使得當時的許多自然科學家和哲學家認為可以用力學來解釋一切自然現象。牛頓說：“自然界的一切現象，全可以根據力學的原理，用相似的推理，一一演繹出來．”憊更新選一步說：

“在真正的哲學里，所有自然現象的原因都可以用力學的術語來陳述。”這樣，就逐步形成了把一切運動歸結為機械決定論的自然觀。

第四篇：2018年高中物理必修一教案：3.1 重力基本相互作用

第三章

相互作用 重力

【教學目標】

一、知識與技能

1.了解力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，知道力能使物體發生形變或運動狀態發生改變。

2.知道力的三要素。

3.知道重力產生的原因及其定義。

4.知道重力的方向以及重力的大小與物體質量的關系，能用重錘線檢驗一條線或一個面是否豎直或水平。

5.知道物體重心的含義。6.了解四種基本相互作用。

二、過程與方法

1.知道人類認識力的作用是從力的作用產生的效果開始的。

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。3.能通過多個實驗現象歸納得出力的作用是相互的。

4.通過觀察和親身感受以及對初中知識的回顧，概括出重力的產生、方向及大小與什么有關，培養學生歸納總結知識的能力以及認真閱讀教材的習慣。

5.通過“重心”概念的引人滲透“等效代換”的物理學方法。

三、情感、態度與價值觀

1.通過實例激發學生對科學的求知欲，激勵探索與創新的意識。

2.培養主動與他人合作的精神和與他人交流的愿望，敢于質疑，勇于修正。

3.通過介紹“神五”發射升空過程，培養學生的愛國主義情操，了解科學技術對人類生活和社會所起的巨大推動作用。

【教學重點】

1.重力的方向以及重力的大小與物體質量的關系。2.力能使物體發生形變或運動狀態發生改變。【教學難點】

1.力的作用效果與力的大小、方向、作用點三個因素有關。2.重心的概念。[課時安排] 1課時

[教學過程]

一、引入新課

我們在初中已經學過力的有關知識，今天我們繼續學習力的知識。

二、進行新課

1．對“力和力的圖示”的學習

教師活動：利用多媒體投影播放“運動員踢球、守門員接球、運動員用頭頂球”等錄像資料。教師提出問題，啟發引導學生討論解釋現象

學生活動：學生觀看，討論現象的共同點，教師引導，得出結論

點評：通過實際問題以及現象的分析，激發學生學習興趣，培養學生發現問題的能力。

教師活動：演示用手壓鋸條、拉橡皮條等等，提出問題； 1．類似這些你還能舉出哪些生活實例？ 2．所有這些現象說明什么？

學生活動：學生思考討論列舉實例，概括總結自己的結論。點評：通過生活實例，激發興趣，完成力的定義的教學。教師活動：教師提出問題：

1.用手指推長方形小木塊，你能看到幾種不同的現象？

2.比較幾種不同的現象，你能說出力的作用和它所產生的效果之間的關系嗎？ 3.說出你的結論。

學生活動：學生實驗推木塊。操作參考：

l.用大小不同的力推木塊靠近桌面的地方。2.用大小相同的力推木塊的不同側面。

3.用大小相同的力推距離桌面不同高度的地方。學生敘述現象，討論交流得出結論。

點評：通過實驗分析現象，培養學生利用物理語言敘述實驗現象、抽象概括總結物理問題的能力。

教師活動：總結、點評、提出問題： 力是物體間的相互作用，力的作用效果是使物體發生形變或運動狀態發生改變。力也是一個矢量。

1.我們學過的物理量中，有哪些是矢量？

2.我們怎樣用數學方法來表示力？

引導學生閱讀教材并觀看課件《力的圖示作圖法》，完成對力的圖示的教學。學生活動：思考問題、閱讀教材，觀看課件。2.對“重力”的學習

教師活動：多媒體展示神州五號升空錄像，帶有蘋果落地、航天飛機繞地飛行、人拋出物體、月球繞地運行的圖片。教師提出問題：

1.發射衛星或飛船為什么用那么大的火箭？

2.蘋果落地、航天飛機繞地飛行、人拋出物體落向地面、月球繞地運行說明了什么？ 學生活動：學生觀看錄像和圖片，感受人類探索自然的成就感，交流討論得出結論。點評：進一步分析實際問題，培養學生熱愛生活、熱愛科學并勇于探索科學，得出重力的定義。

教師活動：指導學生用彈簧秤測已知質量的物體的重力，提出問題： l.通過測量不同質量物體的重力，你能發現他們有一個共同點嗎？ 2.關于重力與哪些因素有關，你的結論是什么？ 學生活動：學生實驗測量，交流討論，得出結論

點評：通過實驗探究重力的大小與什么因素有關，培養學生實驗探究物理問題的能力。教師活動：教師提出問題：重力的方向是怎樣的？演示不同情況下的重錘線。學生活動：學生猜想、觀察、分析得出重力方向的結論。

點評：通過演示實驗的觀察，培養學生分析觀察概括總結的能力。教師活動：教師提出問題：

l.你能用一支鉛筆將一個刻度尺水平支起來嗎？做做看。2.根據二力平衡，你能找到刻度尺的重心嗎？

3.根據刻度尺的重心的位置，猜想質量均勻分布的物體的重心在哪里？

4.你的猜想正確嗎？你該怎么做？

5.若在刻度尺的一端放上一塊橡皮，剛才支點的位置改變了嗎？說明什么？ 學生活動：學生動手做實驗： l.平衡刻度尺

2.確定形狀規則、質量分布均勻的金屬板的重心并實驗驗證

點評：通過實驗驗證質量均勻分布的物體重心的位置．培養學生實驗能力。3.對“四種基本相互作用”的學習

教師活動：引導學生閱讀“四種基本相互作用”，提出回答： l.四種基本相互作用分別是什么？

2.質子帶正電，但質子（與中子一起）卻能聚在一起構成原子核，請猜測原因可能是什么？

3.假設重力不存在了，會發生什么現象？

學生活動：學生閱讀；學生解答；交流討論，發表見解。

點評：閱讀四種基本相互作用，培養學生閱讀能力和提取物理信息的能力。

三、課堂總結、點評

這節課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設計、操作以及作圖像的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎。

第五篇：《重力_基本相互作用》教學設計

一、教學目標

1.知識與技能：

（1）了解力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，認識力能使物體發生形變或物體運動狀態發生改變。能分析施力物體和受力物體。

（2）知道力的三要素，會畫力的圖示和力的示意圖。

（3）知道重力產生的原因及其定義，理解重力的大小以及測量和方向，知道重心的概念。（4）初步了解四種基本相互作用的特點和作用范圍。2.過程與方法：

通過觀察和親身感受，概括出重力的產生、方向、大小的特點，培養學生歸納總結知識的能力。3.情感、態度與價值觀：

（1）通過“重心”概念的引入滲透“等效代替”的思想。

（2）通過對四種基本相互作用的介紹，激發學生努力學習，以后投身到新領域的探索中去。

二、教學重點和難點

重點：

1.力的概念的建立過程，學生對于力的概念存在一些模糊的概念，為了讓學生對力有更清晰的認識，因此教學中應重點講解力的概念的建立過程。

2.重力的三要素的分析過程。因為重力三要素的分析研究方法能為其他學習作鋪墊，所以應是本節的另外一個核心內容。

難點：

不規則物體的重心的確定，對于不規則物體的重心的確定學生不容易接受，而且也不容易想到，所以在教學中用實際操作突破難點。

三、課時安排

1課時

四、教學過程

1、新課引入

觀察足球場上運動員們踢球、傳球以及守門員接球的動作。

教師：同學們說說運動員的這幾個動作中，足球的運動狀態都發生了怎樣的變化？ 生1答：踢球是足球由靜止狀態到運動狀態。

生2答：守門員接球是足球由運動狀態到靜止狀態。生3答：傳球是足球運動方向的改變。

教師：之前我們學習過，物體的運動狀態是用哪個物理量來表示的？ 生答：速度。

教師：所以當物體的速度發生變化是，我們就說物體的運動狀態發生了變化。我們再看看之前運動員踢球的幾個動作，也可以看到，運動狀態的變化有三種：速度的大小發生變化；

生答：速度的方向發生變化；速度的大小、方向均發生變化。教師：那么，這種運動狀態的改變，我們就歸因為‘力’的作用。

2、新課教學

所以，從我們對足球的運動狀態以及松枝的彎曲我們就可以得到力的定義了。有沒有哪個同學可以來總結一下力的定義？

生答：力就是物體與物體之間的相互作用。

教師：力的單位是牛頓，簡稱牛，用字母N表示。語文有一種學習態度叫做咬文嚼字，那么我們也來對力的概念進行一次咬文嚼字！首先我們看到‘物體與物體之間’，同學們說說，你們對這個短語是如何理解的？

生答：力是存在于物體之間的。

教師：對，力不能離開物體而單獨存在，有力就一定至少有兩個物體的存在，而這兩個物體，講有一個是施力物體、一個是受力物體。所以，這里我們就得到了力的第一個性質——物質性。然后我們再看到定義的‘相互’兩個字，這個詞同學們又如何理解呢？

生答：A對B施加一個力的時候B也對A有一個力。

教師：沒錯，一個物體是施力物體的同時也是受力物體，這就是力的第二個性質——相互性。同時力的最后一個性質就是矢量性，力是一個矢量，所以力？

生答：既有大小，又有方向。教師：再了解了力的三個性質之后，同學們來回答一下，力可以離開物體而單獨存在嗎？ 生答：不能。

教師：那么，兩個物體一定要相互接觸才能產生力嗎？ 生答：不一定

說完了力的三個性質之后，我們再回過頭來看看力的定義，我們還有哪一個詞語沒有研究？ 生答：作用。

教師：沒錯，既然有力的存在，那么力就一定會對物體產生一個力的作用效果，那么根據前面我們引入的生活中的一種運動一種自然現象，同學們說說，力的作用效果有哪兩個？

生答：運動狀態的改變和物體的形變。

教師：很好，當力改變物體的運動狀態就可以使力產生一個加速度，而力是物體發生的形變，有些形變我們肉眼就可以辨認，有些微小形變我們肉眼無法看出來卻需要精密的儀器來檢測了。但是力的作用效果，無外乎就是這兩種了，當然也可以一個力的施加，兩種作用效果都產生也是可以的。那么，影響力的作用的因素又是什么呢？

生答：力的大小、方向、作用點。

教師：也就是力的三要素。說道力的大小，同學們說說，力的大小我們是用什么儀器來測量的？ 生答：彈簧測力計。

教師：力的測量需要用到測力計，而我們平時用得最多的就是彈簧測力計，這里老師也還有展示一下其他不同型號的測力計。

可是我們這節課說了這么久的力，都是口頭上說的，所以我們要如何將力這種看不見又摸不著的東西表示到紙上來呢？于是，這里我們就進入到力的圖示學習。力的圖示就是用一根帶有箭頭的線段來表示力的三要素。線段的長度表示？

生答：力的大小。

教師：線段的箭頭表示？ 生答：力的方向。

教師：線段的起點表示？ 生答：力的作用點。

教師：如果我要表示一個大小為15N、方向為水平向右的力推木箱的情況，力的圖示如下：

作力的圖示的步驟是： ①選取合適的標度；

②從作用點開始沿力的方向畫一條有向線段，線段的長短按選定的標度和力的大小畫出，線段上還要標出刻度，同時一定要注意必須是整數倍，不可以出現分數；

③在弦斷的末端加上箭頭表示力的方向； ④最后標上力的大小和名稱。

在作力的圖示的時候，還有一點需要注意的是，我們在畫同一物體受到多個力的作用時，作力的圖示選取能畫一個力就選一個標度嗎？

生答：不能。

教師：是的，這里的表示各個力的標度畢竟要統一。

而在了解了力的圖示之后，我們在這里還要區分一下另一個概念，就是力的示意圖：只需要畫出力的作用點和方向，以表示物體在這個方向上受到了力。

3、練習鞏固

下面我們來做一個例題，來熟悉下力的圖示要如何來畫，它的步驟是怎么樣的，又有哪些注意事項。例：物體A對B的壓力是20N，如圖所示,試畫出這個力的圖示。

練習1：關于力的下述說法中正確的是(A)A．力是物體對物體的作用

B．只有直接接觸的物體之間才有力的作用 C．力可以離開物體而獨立存在 D．力的大小可以用天平測量

4、重力

在上一章的自由落體運動中我們已經知道，冬天飄落的雪花、夏天的雨水、秋天的落葉，這些物體的下落都是因為它們受到了什么力的作用？

生答：重力。

教師：沒錯，在地球附近的物體，由于地球的吸引而使物體受到的力，我們就叫做重力。那么同學們思考一下，力都伴隨著施力物體與受力物體，同學們說說重力的施力物體是誰？

生答：地球。

教師：受力物體呢？ 生答：地球附近的物體。

教師：那同學們再想想，物體受到重力的作用，需要與地球相接觸嗎？ 生答：不需要。

教師：所以，重力就是非接觸力。還有，物體受到重力的作用，與物體的運動狀態有沒有關系？ 生答：沒關系。

教師：同學們都回答對了，但是如果老師把重力的定義反過來說，重力就是地球對物體的吸引力，這句話對嗎？ 生答：??

教師：這里要注意將定義反過來說是不對的。重力只是地球吸引力的一部分，還有一部分是我們以后會學習到的向心力。那么，在知道了重力的來源之后，我們接下來看看力的三要素。首先是重力的大小。在初中我們就已經學習過了重力的計算公式是？

生答：G=mg。

教師：g的取值是？ 生答：9.8N/kg。

教師：那么，根據我們在自由落體運動的學習中，大家再一起來回憶下，重力加速度的大小隨著緯度有一個怎樣的變化？

生答：隨緯度的增大而增大。

教師：那么，同一個物體，它在赤道所受到的重力和兩極所受的重力大小是怎么樣？ 生答：赤道最小，兩極最大。

教師：那么既然知道了這個變化之后，我們來討論一下，一團棉花，在上海稱是100N，到了遲到去稱還是100N，試問棉花是受潮了還是變干了？

生答：受潮了。

教師：為什么是受潮了？

生答：因為赤道比上海的重力加速度要小，稱的重量也應該要變小才對，但是現在它的重量卻是一樣的，所以只能是受潮了。

教師：很好。現在我們再來說說重力的方向是？ 生答：豎直向下。

教師：沒錯，因為重力的方向總是與水平面是垂直的，所以我們在生活中的應用就是重錘線。建筑工人建樓的時候，他們要如何判斷樓是筆直筆直的呢？如何避免建成和比薩斜塔一樣呢？這就是重錘線能起到的效果了。

5、重心

那么，我們再說了重力的大小、方向之后，還有一個什么要素沒有提到？ 生答：作用點。

教師：重力的作用點在哪里呢？首先我們看到一根長桿，長桿的每一個小段是不是都會受到重力的作用？！可是無數的小段就有無數的重力，我們一個個研究太麻煩啊，所以這個時候我們就會將每一段的重力等效到一個點，這個點所受到的重力的效果就可以代表整個長桿的受重力的效果。同理上面的那一串葡萄的沒一個重力，我們也是一樣等效到一個點上，代表整個整串葡萄的重力。所以我們就把這個點叫做重心。那同學們在想想，重心的位置我們要如何去確定呢？它跟什么因素有關？

生答：??

教師：我們首先看幾個簡單的物體，圓球、長桿、以及圓柱體的重心在哪？ 生答：在它們的幾何中心上。

教師：沒錯，所以質量分布均勻、形狀規則的物體重心位置在它的幾何中心上。但是我們再看看一輛貨車拉一個油桶的重心，與同一輛貨車拉三個油桶的重心一樣嗎？它的重心會如何移動？

生答：會往后移。

教師：沒錯，所以物體的重心除了跟物體形狀有關之外，還跟物體內的質量分布有關系。可是，物體的重心，一定會在物體上嗎？可不可以在物體外？有沒有哪個同學可以舉出一個反例？

生答：圓環等??

教師：而那些質量分布不均勻或者形狀不規則的物體，我們又要如何去確定它們的重心呢？這里，老師給大家介紹一種方法——懸掛法。同學們能想到懸掛法的原理嗎？

生答：??

教師：這是由于二力平衡的原理。但是，懸掛法對于一切物體都可以測出重心嗎？它有什么局限性嗎？難道老師還可以用懸掛法測出講桌的重心嗎？

生答：只適用于與薄板狀的物體。

教師：沒錯，這就是它的局限性。在全部學習完了重力的知識之后，本節還有對四種基本相互作用的介紹，這個內容就給大家5分鐘自己看書了解。

6、重力習題鞏固

1、關于物體所受的重力，以下說法中正確的是（D）A、物體只有在地面靜止時才受到重力作用

B、物體在自由下落時所受的重力小于物體在靜止時所受到的重力 C、物體在向上拋出時受到的重力大于物體在靜止時所受到的重力

D、同一物體在同一地點，不論其運動狀態如何，它所受到的重力都是一樣大

3、一杯子裝滿水，杯的底部有一個小孔，在水從小孔不斷流出的過程中，杯連同杯中水的共同重心將（D）A、一直下降 B、一直上升 C、先升后降 D、先降后升

7、課后思考

①‘孤掌難鳴’說明了一個什么道理？ ②電子秤稱量的是質量還是重量？

③為什么現在優秀的跳高運動員都采用‘背越式’技術？

五、板書設計

一、力的概念

1、定義：物體與物體之間的相互作用；

2、性質：①物質性、②相互性、③矢量性；

3、作用效果：①改變物體的運動狀態、②使物體產生形變；

4、影響作用效果的因素：大小、方向、作用——力的三要素；

二、力的圖示

大小→線段長度、方向→箭頭方向、作用點→箭尾（箭頭）；區別：力的示意圖

三、重力

1、定義；

2、大小：G=mg；g=9.8N/Kg

3、方向：豎直向下；

4、重心：

①定義；②重心的位置既與物體形狀有關，還與質量分布有關； ③懸掛法——只適用于薄板狀物體。