1、高一物理課堂教案2016年11月17日課題 3.1 重力課型新授課（2課時）教 學 目標知識與技能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使物體運 動狀態發生改變.知道力的三要素，會畫力的圖示和力的示意圖.知道重力的方向以及重力的大小與物體質量的關系.知道物體重心的含義.5.知道重力產生的原因及其定義.6 .了解四種基本相互作用.過程與方法.知道人類認識力的作用是從力的作用產生的效果開始的.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.能通過多個實驗現象歸納得出力的作用是相互的.自己動手，找不規則薄板重心的實驗鍛煉自己的動手能力.5.通過“重

2、心”概念的引入滲透“等效代換”的物理學方法. 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.通過實驗，培養學生的團結協作精神.通過本節課的學習，培養全面觀察分析問題的能力.教學重點、難點教學重點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. 教學難點.力的概念.重心的概念和位置.教 學 方 法探究、講授、討論、練習教學 手 段教具準備多媒體課件，長方形木塊，鋸條，橡皮條，已知質量的鉤碼，重垂線，鉛筆，刻度尺，質量 均勻的金屬板等.四種基本相互作用好，大家翻開課本第 50頁，今天我們開始學習第三章相互作用 。偉大的千年思想家馬克思寫了一本著名的暢銷

3、書資本論【馬克思手握資本論圖片】在這本書中他提到了這樣一句話：“社會是人的社會，人是社會的人”。什么意思呢？社會是由人組成的，就好像我們的學校由同學們、老師、校長、食堂阿姨還有看門大爺組成；而我 們每個人在社會中的身份也不只一個，就拿*來說，他不只是*，還是老師的學生，學生的好哥們，爸爸的孩子。所以我們說：無論社會或是自然界中的物體都不是孤立存在的，他 們之間存在著多種多樣的聯系，我們稱之為“相互作用”。學校那么在物理學當中呢，物體之間的這些相互作用抽象為一個概念：力。同學們可以注意到，在一二章中我們關注的是物體單純的運動的一些特點，如位移，速度，加速度一一我們 稱之為“運動學”；而從這一節開

4、始，我們將要拉開一個嶄新的篇章一一靜力學，我們討論 的內容跟前兩章一樣很單純，就是物體的力。首先登上舞臺的是自然界中可以支配一切的力量，我們稱之為“四種基本相互作用”。大家可以把課本翻到 52頁，看看我們有哪四種基本的相互作用。好！有萬有引力、電磁相 互作用、強相互作用、弱相互作用，同學們找的很全面。那么，接下來我們把這四種相互作用/力分成兩大類：一類稱為長程力，這個長程不是我們北京的長城“Great Wall”，而是說它的力程很長， 力的范圍很長，就好像我們玩的游戲， 有的兵種射程大，有的兵種射程小；另一類稱為短程力，意思是力的作用范圍很短。好，那 我們就按力程把四種力分成了兩大類。我們先看

5、長程力。第一種長程力是萬有引力，所謂“萬有”指的是這樣的力存在于世間萬物之間，一切物 體只要有質量，就會受到萬有引力； 它的力程是無窮遠，從我們的教室直到宇宙深處的半人馬星座這種力都在作用，只不過強度隨距離的增大而逐漸減弱。比方說，蘋果之所以會落下來砸到牛頓頭上，天上之所以會掉餡餅，都是由于萬有引力的吸引作用。 如果沒有萬有引力， 同學們夢寐以求的餡餅不僅不會從天上掉下來，甚至還會從我們的手里飛走，可見萬有引力是非常重要的。那么今年的物理學獎就頒給了在引力波研究領域作出了突出貢獻的三位美國 科學家雷納韋斯(Rainer Weiss)、巴里巴里什(Barry C. Barish)和基普索恩(Ki

6、p S. Thorne) 【圖片】，那引力波就是萬有引力的一個派生產物【展示引力波動態圖】。第二種長程力是電磁相互作用，這個力大家都非常熟系。它在電閃雷鳴中露出猙獰，在 輕輕觸摸的手上留下溫柔。 我們說正負電荷會相互吸引， 同種電荷會相互排斥， 是因為什么 呀？就是因為電荷之間有電磁相互作用。 還有更酷炫的在這里， 不知道有同學看過電影 復 仇者聯盟嗎？其中塑造了一個英雄形象就是雷神索爾【雷神圖片】 ，一出場就是電閃雷鳴 的。那同學想不想像雷神索爾一樣可以召喚閃電？其實你可以的！ 大家請看視頻： 兩位表演 者就將閃電搬上了舞臺， 站在舞臺上隨手召喚閃電， 甚至用閃電點燃手中的劍。 【播放視頻】

7、 。 同學們想想他們是怎么做到的？難道他們是雷公電母？學過電磁相互作用呢， 其實你就知道 其實他們是用特斯拉線圈制造出超高電壓， 從而擊穿空氣在舞臺上形成閃電的效果。 所有的 接觸力，也就是通過接觸而起作用的力。 包括彈力和摩擦力， 都是電磁相互作用的結果。電 磁相互作用的強度比萬有引力的強度要大很多， 如果把電磁相互作用比作一頭大象的話， 那 么萬有引力就是大象身邊爬過的小螞蟻。 所以在一般的電荷問題當中萬有引力可以忽略不計。 接下來是短程力。短程力是一對雙胞胎， 名字起的也很像。 但是他們的母親很偏心， 給他們起名字的時候， 一個叫強 * ，另一個叫弱 * ：“強相互作用”和“弱相互作用”

8、 。這兩個力的力程都很短，即 原子核的大小，大約是10-15m.這個長度有多小呢？我們生活中的一根頭發直徑大約是0.1mm ,那我們再把這根頭發等分為一千億份。 我們的強弱相互作用都是只在這么小的范圍作用， 一 出這個圈立馬減小為零。什么是強相互作用呢？大家知道原子核是由質子和中子組成的，比方說He 原子核有兩個質子，那由于同性相斥，質子之間肯定是會相互排斥的，一個看一個不順眼，另一個和這 個說你快滾蛋吧， 他們兩都想和對方分手， 為什么他們還能友好的同居于一個原子核中呢？ 就是由于強相互作用。 強相互作用就像膠水一樣牢牢地把想要分開的質子束縛在一起。 這個 強度是非常之強，在自然界的力中排

9、NO.1.顧名思義， 弱相互作用就比強相互作用弱一些了。 那大家猜猜它排第幾呢？啊， 有同學 認為它是最后， 你想想看他哥哥可是自然界中力的老大， 上頭有人， 怎么可能是最后呢？啊， 有的同學認為他是第二，可是他很“弱”哎，對了！所以他排第三。第二是電磁相互作用， 最后是最弱的常常被忽略的萬有引力相互作用。 以上四種基本相互作用就是自然界中所有里 的集合，它們的強度排序是：強相互作用電磁相互作用 弱相互作用 萬有引力。什么是弱相互作用呢？它主要跟“放射現象”有關。比方說，自然界中有一些發射性元 素【放射元素圖片】 ，如鈾，鐳等等。大家戴過的夜光手表，指針之所以在晚上可以發光， 就是因為其中含有

10、一些放射性元素； 還有我們現在給癌癥病人治病， 其實癌癥就是一種惡性 腫瘤， 如果發現的較早， 病灶部位還沒有擴散，這個還是可以治療好的。那么一般有兩種方 法：一種是化療用化學的方法治療，那么另一種就是“放療” ，也叫發射性治療，對患 者的病灶部位做切割處理。 所以很多醫院都能夠看到這個標志。 那么這么一種作用代表著原 子核對電子的排斥，想讓電子離開原子。就和著名的詞人李商隱說的一句話一樣： “相見時難別亦難” ，別亦難說的是強相互作用 把質子們牢牢束縛在一起； 相見時難說的是弱相互作用把電子等微觀粒子從原子核中掃地出 門，趕出去。 【播放分類圖片】長力萬有引力OC_電磁相互作用T1U 11U

11、/短程丿-_ 弓雖相互作用原子核- 弱相互作用大家學到這里，是不是覺得四種相互作用力太多了！很不好記他們的特點呀，偉大的物理學家愛因斯坦在他人生的后30年也跟大家一樣有這樣的煩惱，在愛因斯坦的年代，強力和弱力還沒有發現，但他還是為自然界存在兩種截然不同的力引力和電磁力感到困惑， 愛因斯坦不相信宇宙會那么浪費，他想物理學是具有“對稱美”和“簡潔美”的，就像電和 磁可以相互轉化（電流的磁效應、電磁感應定律）一樣，基本相互作用是不是也能夠相互轉化，統一起來呢？于是他的后半生一直致力于一個稱為“統一場”的理論，他希望能找到一種統一場論來說明這兩種力不過是同一個大的基本原理的不同表現，但是時代的限制導致

12、這個理論最終沒有建立起來，這場堂吉訶德式的追求將愛因斯坦從物理學主流里孤立出來。愛因斯坦在20世紀40年代初給朋友的信里說 “我成了孤獨的老頭兒， 我出名大概主要是因為 不穿襪子，而有時候又被當成珍稀動物到特殊場合展覽?！睈垡蛩固棺咴诹藭r代的前頭。半個多世紀以后，他的統一理論之夢已經成為現代物理學 的圣杯。這個世紀由諾貝爾獎得主加來道雄發展的“弦理論”越來越可能圓了愛因斯坦的大一統之夢，成為一個“包羅萬象的理論”，從原則上講，從宇宙大爆炸到人類幻想的一切事物，都可以用弦理論來描述?？墒窍依碚摤F在還只是出于起步階段，很多現象還無法解釋， 那它的發展還依賴于在座的各位青年才俊，正如牛頓所說：我是一

13、個在海邊自由嬉戲的孩童，不時地撿起海邊的一兩個美麗的貝殼，“真理的大?！薄竞＿厛D片】依然在我們面前，尚未發現。力和力的圖示我們講過， 人們把物體與物體之間的相互作用稱作力，如果有同學對星球大戰 這部 電影感興趣的話，一定不會忘記其中的一句經典臺詞：“ May the force be with you! ”就是：“愿原力與你同在！ ”力的英語是force,所以今后我們用大寫的字母F【板書】對其進行表示。那力在生活中有什么樣 的作用呢？比方說NBA籃球運動員科比布萊恩特晃過防守隊員，后仰 45,以一個完美的角度投出籃球,籃球在空中劃出一道完美的曲線進入籃筐。在這 個過程中, 科比對籃球有力的作用

14、, 而籃球從在手中靜止變為在空中運動, 可見力的第一個 作用就是： 力可以改變物體的運動狀態 ；再有就是同學們手頭如果有較硬的鋼板尺可以握 住鋼板尺的兩端，向下掰一掰會發現鋼板尺變彎了，說明力還有一個作用就是：使物體發生形狀變化（形變） 。為了紀念偉大的物理學家、力學之父牛頓,把力的 單位定為牛頓,簡稱牛,符號為 N. 力是一個既有大小又有方向的矢量, 當力的方向和運動方向相同時, 將加快物體的運動； 當力的方向和運動方向相反時,會阻礙物體的運動,降低物體的運動速度。力的圖示 /示意圖。三要素： 力的作用點, 作用線, 方向。作用點就是受力物體的位置； 方向代表物體的受力方向； 作用線就和大家

15、學的地圖一樣, 先有個比例尺就是按一定的標度 畫出,它的長短表示力的大小。重力重力是萬有引力相互作用的一種,也是生活中最常見的力。 【圖】比方說牛頓的絕活 掉蘋果, 為什么蘋果不是往天上飛, 而是往地上掉呢？原因就是地球存在重力作用； 【圖】 還有咱們的地球在日夜不停的自轉, 為什么地球上的水體 （海洋） 不會隨自轉而甩出去呢？ 也是因為重力的吸引作用； 【圖】再有比方說,地球上最愛蹦蹦跳跳的動物是袋鼠,那同學 們設想如果沒有重力的話, 那袋鼠一跳就一飛沖天了！ 可能瞬間袋鼠這種動物在地球上就滅 絕了,而多了一種叫“太空鼠”的生物。那么既然重力這么重要, 現在我們就用力的三要素來分析我們之前已

16、經非常熟悉的重力。 大家還記得理由哪 3 個要素嗎？作用線、方向、作用點。首先來看作用線，即力的大小。我們知道重力的大小應該等于多少呢？G=mg【板書】。那么有了這樣一個公式, 你對生活中很多的問題都有了自己的獨立思考。 比方說現在很多氣 功大師上臺表演絕活, 說是發功之后身體就變輕了, 于是做吊環運動, 但是這吊環是紙做的, 怎么晃環也斷不了。 這時候主持人就上來了, 用手一撕紙就斷了, 證明這是普通的紙環。那 同學們想想氣功大師的重量真的減輕了嗎？那大家看這個公式，G=mg,他缺胳膊少腿了嗎？所以質量不會減輕。 那重力加速度的值在同一地點也是不變的定值, 所以他的重量定然不會 減輕。 那么

17、玄機奧妙又在哪兒呢？就在紙環上,這個紙環不是一般的紙環,是特制的, 它的特點是拽不斷,但是一撕就爛。而且現在的主持人很多年都是表演者的托兒。然后看 方向 ,我們說重力的方向是 豎直向下 的,或者說 垂直于水平面向下 。有時候我 們看建筑工地上砌墻, 為了驗證墻砌的正不正, 是不是拿一個小重錘比劃一下, 如果墻平行 于重錘,就說明是豎直向下的。這就是利用了重力的方向去解決實際生活中的問題。最后我們看重力的 作用點 。按理來說,這么一個物體（心形） ,是不是每一個點都會收 到重力的作用呢？于是你就很認真的畫, 都是作用點。畫一上午, 你也不一定能畫完。 別人 過來一看還以為是萬箭穿心呢？那科學家就想了一個辦法，如何找重力