7.3重力（教學設計）年級八年級授課時間課題7.3重力教學目標1.能通過分析生活及實驗現象得出重力是由于地球的吸引而產生的。2.經歷探究影響重力大小因素的實驗過程，了解重力大小跟物體質量的關系。會根據G-m圖像分析處理實驗結果。能根據G=mg進行簡單的計算。3.確認重力的方向是豎直向下的。并能夠應用解決于實際生活中的一些問題。能找到質量分布均勻、形狀規則的物體的重心。會畫重力的示意圖。4.了解重力的由來。教材分析人類生活在地球上，時時刻刻都受到重力的作用，重力是與人類生活密切相關的一種力。重力知識對壓力、支持力、浮力等知識的學習非常重要。本節由“重力的大小”“重力的方向”“重心”“重力的由來”四部分內容構成，分別從力的概念和力的三要素兩條線索，來認識重力。同學習力一樣，學生必須經歷對重力的感知、描述和測量等過程，最終形成對重力的整體認識，同時，這又對第1節認識力起到鞏固提高的作用。本節主體框架是先通過實例感知重力的存在，然后分別研究重力的大小、方向、作用點這三個要素，并對重力進行測量，探究得出物體所受重力的大小跟質量的關系。學情分析已有知識及方法：學生能從日常生活現象中認識重力的存在，必須經歷對重力的感知、描述和測量等過程，最終形成對重力概念的整體認識。未知知識及方法：正確理解重力的概念，知道重力產生的原因，會計算重力的大小。教學重點探究重力的大小與質量的關系。教學難點1.重力的方向。2．重心的概念。教學器材彈簧測力計、鉤碼、重垂線、三角板、燒杯（水）、鐵架臺等。多媒體ppt，包含視頻：《重力的概念》、《重力的大小與質量的關系》、《重心》、《實驗——模擬引力》、《懸掛法判斷物體的重心》等。教學過程教師活動學生活動導入新課向空中撒開的漁網，會飄落到水里；向上拋出的石塊，最終也會落向地面.....你知道這是什么原因嗎?思考問題，進入情境。學習新課一、重力1.現象探究——地球附近的物體受到地球的吸引作用（1）觀察現象：傾瀉而下的瀑布、空中的跳傘、投擲出去的籃球。現象分析：傾瀉而下的瀑布、空中的跳傘、投擲出去的籃球，都受到地球的吸引作用，所以從高處落向低處。（2）做一做：使乒乓球從高處由靜止下落；使乒乓球沿水平、斜向上、斜向下、豎直方向拋出；觀察乒乓球的運動情況。（3）分析論證：以上各物體的運動狀態都發生了變化，表明它們都受到力的作用。這些物體最后都要落向地面。這些物體所受到的力不是由接觸產生的，與它們有著共同聯系的物體是地球，這些物體都受到地球的吸引力，這個力叫做重力。2.重力（1）定義：由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力，用字母G表示，重力的單位為N。重力的施力物體是地球，受力物體是地球附近的物體。（2）重力的特點①普遍性：地球附近的所有物體都受到重力的作用。不論它是運動還是靜止，不論它是固態、液態還是氣態，都要受到重力的作用。②不等性：重力是由于地球的吸引而產生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一個分力。③非接觸性：重力是非接觸力，空中的飛機、樹上的蘋果都受到重力。【播放視頻】——《重力的概念》【例題1】下列說法正確的是（D）A.空中飛行的小鳥，不受重力作用B.只有靜止的物體受重力作用C.在空中向上運動的物體不受重力作用D.拋出去的物體總會落回地面，是由于物體受到重力的作用【解析】重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，地球附近的所有物體都受到重力的作用，與物體的運動狀態無關，故A、B、C錯誤；拋出去的物體總會落回地面，是由于物體受到重力的作用。故選D。進行現象分析、實驗活動，通過分析論證，引出重力的概念。知道重力的概念，了解重力的特點。觀看視頻，理解重力概念。做題并解析，理解重力的概念。學習新課二、重力的大小1.實驗探究：重力的大小跟質量的關系【提出問題】物體重力的大小可能與什么因素有關？【猜想與假設】通常我們感覺到物體的質量越大，就越重。例如，兩位運動員進行舉重比賽，運動員所舉杠鈴的質量越大，用力越大，表明重力越大。因此可作出猜想：物體所受的重力與質量存在一定的關系，物體的質量越大，所受的重力越大。舉起質量不同的杠鈴測量鉤碼所受的重力【實驗思路】要測量物體所受的重力，可以將物體懸掛在彈簧測力計上，當物體靜止時，彈簧測力計的示數等于物體所受重力的大小（見上圖）。物體的質量既可以用天平測量，也可以選用已知質量的物體作為被測物體。最后根據測量結果找出重力跟質量的關系。【實驗過程】（1）把1個50g的鉤碼掛在彈簧測力計的掛鉤上，當鉤碼靜止時，讀出彈簧測力計的示數，即為鉤碼所受的重力，記錄在表格中。（2）用同樣的方法分別測出2個、3個、4個、5個、6個、7個鉤碼所受的重力，并把結果記錄在表格中。實驗序號123456鉤碼的質量m/kg0.050.10.150.20.250.3鉤碼的重力G/N0.51.01.52.02.53.0重力跟質量的比值N/kg【分析論證】（1）數據處理：以質量為橫坐標、重力為縱坐標建立坐標系。描點連線，畫出重力與質量的關系圖象。（2）歸納結論：①由實驗數據可知，當質量成倍增加時，重力也成倍增加，重力與質量的比值不變。②由G-m圖像可知，圖像是一條過原點的傾斜直線，這是正比例函數圖像，說明物體所受的重力跟它的質量成正比。【實驗結論】物體所受的重力跟它的質量成正比，其比值約為9.8Nkg。如果用G表示重力，m表示質量，g表示重力與質量的比值，地球附近的物體所受的重力跟它的質量之間的關系可以寫成g=G/m。【播放視頻】——《探究重力大小跟質量的關系》2.重力的計算（1）公式：G=mgG表示重力，單位是牛頓（N）；m表示質量，單位是千克（kg）；在地球上，g約為9.8N/kg，粗略計算中，可取10N/kg。（2）g=9.8N/kg，表示質量為1kg的物體在地球上受到的重力為9.8N。（3）使用公式G=mg時應注意以下兩點：①公式中各物理量都必須用國際單位制單位。②會將公式正確變形，并能靈活運用。如已知物體的重力求質量時，可將G=mg變形為m=G/g。

3.常見一些物體的重力大小一瓶500ml可樂的重力約5N；一個籃球重力約5N；一個中學生的重力約500N；一頭成年大象的重力約50000N。4.重力和質量的區別與聯系項目重力G質量m概念由于地球的吸引而使物體受到的力物體所含物質的多少影響因素物體所受的重力與質量成正比質量是物體的屬性，與形狀、狀態、位置無關單位Nkg方向豎直向下無方向測量工具天平、秤彈簧測力計聯系G=mg【例題2】質量為0.25kg的一袋木塊，受到的重力是多少牛？一個人所受的重力為450N，他的質量是多少千克？（g取10N/kg）【答案】2.5N；45kg。【解析】①由G=mg可知，木塊受到的重力G木=m木g=0.25kg×10N/kg=2.5N②由G=mg可得m=G/g，因此人的質量m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg【例題3】在探究“重力的大小跟什么因素有關”的實驗中，把鉤碼逐個掛在彈簧測力計上，分別測出它們受到的重力，并記錄在下面的表格中。（1）把表格中的空格填寫完整；（2）根據表格中的實驗數據，在圖乙中畫出重力與質量的關系圖象；（3）由此可知物體所受的重力跟質量成；（4）若測力計水平校零后去測重力，則測量值比真實值偏，若測力計倒過來，用掛環吊物體測重力，測量值比真實值偏。質量m/g100200300500重力G/N12345【答案】（1）400；（2）2；（3）右圖；（4）正比；（5）大，大。【解析】（1）通過分析表格中相關數據可知，重力與質量的比值不變，則重力為4N時質量為400g。（2）通過描點（1N，100g）（2N，200g）（3N，300g）（4N，400g）（5N，500g）作出重力與質量的關系圖象如圖乙所示。（3）根據重力與質量的關系圖象可知質量是原來幾倍，重力也是原來幾倍，物體所受的重力跟它的質量成正比。（4）測力計水平校零后去測重力，沒有考慮彈簧自身重力，則測量值比真實值偏大。如果將彈簧測力計拿倒了，它自身的重力會使彈簧在沒掛重物之前就提前伸長，顯示一定的示數，再掛上重物時，必然使總示數偏大。根據生活中的事例進行猜想。設計實驗并進行實驗與收集證據。描點畫出G-m圖像，計算G/m的比值；分析圖像，找出物體所受的重力跟它的質量關系。觀看視頻，進一步理解探究的過程。根據實驗結論，與老師共同歸納出重力大小的數學表達式，理解各物理量的意義。列舉生活中常見一些物體的重力大小。討論回答，重力和質量的區別與聯系。做例題2，會運用G=mg解答有關問題。做例題3并進行解析展示，了解“物體所受的重力跟質量關系”的探究過程，會畫重力與質量的關系圖像，會通過實驗數據和圖像分析歸納結論。學習新課三、重力的方向【提出問題】我們站在地面上，腳朝下，站得很穩。但地球是球形的，在我們“腳下”的阿根廷人，好像是腳朝上的。他們為什么也站得很穩呢？為什么在不同地點的人或物體的“腳”都“粘”在地面上呢？我們知道力是有方向的，那么重力的方向是向哪的呢？1.探究重力的方向【演示并講解】物體懸掛起來靜止時，懸線的方向跟物體所受重力的方向一致，這個方向就是我們所說的“豎直向下”的方向。我們可以通過觀察懸線的方向探究重力的方向。【實驗器材】鐵架臺、細線、重物、盛水的燒杯、三角尺。【實驗步驟】①用細線將重物吊在鐵架臺上自由下垂，浸沒在燒杯的水中。用三角尺的直角邊比較細線的方向和水面的關系。②將鐵架臺傾斜一定的角度，觀察細線靜止時的方向，用三角尺比較細線的方向和水面的關系。③繼續改變鐵架臺傾斜的角度，觀察細線的方向是否變化。【實驗現象】無論鐵架臺怎樣傾斜，細線的方向和水面始終是垂直的。【實驗結論】重力的方向是豎直向下。2.對重力方向的理解（1）重力的方向“豎直向下”是指與水平面垂直指向地心，不能說成“垂直向下”。如圖所示，放在斜面上的物體受到的重力方向哪一個正確？圖甲正確；圖乙錯誤。（2）重力的方向不受其他作用力的影響，與物體的運動狀態無關。重力的方向指向地心圖甲圖乙【想想議議】我們站在地面上，腳朝下，站得很穩。但地球是球形的，在我們“腳下”的阿根廷人，好像是腳朝上的。他們為什么也站得很穩呢？原來，站在我們“腳下”的阿根廷人也受到重力的作用，重力的方向都是豎直向下的，即指向地心，所以站得很穩。3.重力方向的應用——鉛垂線人們在一根線下吊一個重物，就做成一根鉛垂線。用鉛垂線可以指示重力的方向——豎直向下。（1）檢查是否豎直例如：建筑工人在砌墻時常利用懸掛重物的細線來確定豎直方向，這是因為懸線的方向與重力方向在同一直線上，用這種原理來檢查墻壁是否豎直，這種懸掛重物的細線叫做鉛垂線，如圖所示。（2）檢查是否水平方法一：用如圖乙所示自制水平儀（由倒T形平板與鉛垂線組成），檢查時將水平儀放在物體表面上，若鉛垂線與水平板上的中心刻線（圖中紅色標記）重合，則說明物體表面是水平的，若鉛垂線偏向刻線的右側，則表明物體表面左高右低。方法二：如圖丙所示，將直角三角尺的一條直角邊平放在物體表面上，看鉛垂線和直角三角尺的另一直角邊是否平行，若平行，則物體表面水平，若不平行，則物體表面不水平。【例題4】如圖所示是同學們在老師指導下探究重力方向的實驗裝置。（1）將該裝置放在水平桌面上后，逐漸改變木板M與桌面的夾角α，會觀察到懸線OA的方向（填“變化”或“不變”）；（2）剪斷懸線OA，觀察小球下落的方向是；（3）從以上實驗現象分析可得出：重力方向

，建筑工人經常使用的就是該原理的應用。【答案】（1）不變；（2）豎直向下；（3）豎直向下，重垂線。【詳解】（1）因為重力的方向總是豎直向下的，所以懸線OA由于受重力的作用就保持豎直方向不變。（2）剪斷懸線OA，小球在豎直向下的重力的作用下就會豎直向下運動。（3）通過分析得出的結論：重力的方向總是豎直向下的，建筑工人使用的鉛垂線就是利用這個原理制成的。思考問題，引出重力方向的問題。做一個簡易的鉛垂線，觀察重力的方向。師生共同完成探究實驗，歸納出重力的方向豎直向下。討論并回答“豎直向下”的含義。思考回答，與本部分一開始所提問題呼應。觀看演示，列舉生活中鉛垂線的應用實例。也可小組進行討論，代表回答。有條件可以自制鉛垂線進行活動。完成例題4并進行解析，知道重力的方向及其應用。學習新課四、重心1.重心物體的每一部分都受到重力作用，對于整個物體，重力作用的表現就好像它作用在某一個點上，這個點叫作物體的重心。2.對重心的理解【提問】怎樣確定物體的重心？形狀規則、質量分布均勻的物體，它的重心在哪里？質量分布不均勻的物體的重心在哪里？【講解】（1）重心是一個物體各部分受到的重力作用的等效作用點。（2）質量分布均勻、形狀規則的物體，其重心在它的幾何中心上。（3）質量分布不均勻的物體，其重心的位置除與物體的形狀有關外，還與物體的質量分布有關。（4）物體的重心不一定在物體上。比如均勻鐵環的重心不在環上，而在圓心處，如圖所示。（5）重心的位置與物體所在位置、放置狀態及運動狀態無關。（6）有時為了研究問題方便，在受力物體上畫力的示意圖時，常把力的作用點畫在重心上。鐵環的重心在圓心處力的作用點畫在重心【過渡】怎樣確定形狀不規則的物體的重心呢？3.尋找不規則物體重心的方法（1）支撐法確定重心如圖甲所示，把物體放在手指上，仔細調節物體，使其在手指上達到一個平衡狀態，物體的重心與支點在同一條豎直線上，在支點的上方。甲乙丙（2）懸掛法確定重心如圖乙所示，先在A點把薄板懸掛起來，薄板靜止時，所受的重力方向與懸繩的拉力方向在同一豎直線上，所以薄板的重心一定在通過A點的豎直線l1上。然后在B點把薄板懸掛起來（圖丙），同理知，薄板的重心一定在通過B點的豎直線l2上，l1和l2的交點就是薄板重心的位置。【播放視頻】——《確定薄板的重心》【例題5】下列關于重心的說法中，正確的是（）A.物體所受重力的等效作用點叫做重心B.物體的重心處才受到重力作用C.物體的重心一定在物體上D.球體的重心總在球心【答案】A。【詳解】物體各部分都受到重力，從效果上看，認為重心是重力的作用點，故A正確，B錯誤；質量分布均勻、形狀規則的物體，重心在其幾何中心上，對于圓環、空心球等物體，重心不在物體上，如果球的質量分布不均勻，重心便不在球心，故CD錯誤。故選A.閱讀課本第14有關“重心”部分內容，回答問題。知道重心的概念；知道與物體重心位置有關的知識。了解支撐法和懸掛法確定物體重心的方法。觀看視頻，進一步理解懸掛法判斷物體重心的方法。做例題5，理解重心的概念。學習新課五、萬有引力1.重力的由來（1）現象探究與分析現象原因如圖，當橡皮甩起來之后，需要用細繩緊緊拉住橡皮，若松開手，橡皮會沿切線向外飛出。橡皮能繞手做圓周運動，是因為被細繩拉住，細繩給了橡皮一個拉力。在這個拉力作用下，橡皮才會繞手做圓周運動而不向外飛出。月球是地球的衛星，月球在不停地繞地球做圓周運動，如圖。月球能繞地球轉動而不會跑掉，是因為月球與地球之間有一條無形的“線”，它就是地球和月球間的引力。在這個引力作用下，月球繞地球轉動而不會跑掉。（2）牛頓的觀點早在300多年前偉大的科學家牛頓從蘋果落地這一司空見慣的現象中得到啟發，并總結前人研究成果而發現“宇宙間任何兩個物體，大到天體，小到灰塵之間，都存在互相吸引的力”，這就是“萬有引力”。牛頓認為，地球和月球之間存在互相吸引的力。這個力跟地球吸引它附近的物體使物體下落的力是同一種力。歸納：宇宙間的物體，大到天體，小到塵埃，都存在互相吸引的力，這就是萬有引力。

（3）結論：重力正是源自地球對它附近物體的萬有引力。2.重力與萬有引力的大小關系重力是由于地球附近的物體受到地球的吸引而產生的。但重力的大小并不一定等于地球對物體的吸引力，除在兩極處物體的重力等于萬有引力外，在地球其他各處物體的重力都略小于萬有引力。

【播放視頻】——《模擬引力》【例題5】由中國自行設計研制的月球車（如圖）乘坐“嫦娥”三號探月衛星“親近”月球，實施無人登月探測。已知月球車在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的1/6，若將一個在地球上重為1200N的月球車放到月球上，它受到的重力是______N，質量是______kg。【答案】200，45.【解析】由題意可得，月球車放到月球上，它受到的重力G月球車在地球上的質量m=因質量是物體本身的一種屬性，和物體的形狀、狀態、位置無關，所以月球車在月球上的質量仍然為120kg。3.閱讀教材第15頁《飛出地球》，回答問題：（1）哪一個國家成功發射了世界上第一顆人造地球衛星？（2）我國是第幾個獨立自主研制和發射人造地球衛星的國家？（3）我國第一位進入太空的航天員是誰？（4）我國空間站夢天實驗艙順利完成轉位，“T”字基本構型在軌組裝完成的時間是哪年哪月？【解析】（1）1957年10月4日蘇聯成功發射了世界上第一顆人造地球衛星。（2）我國是第5個獨立自主研制和發射人造地球衛星的國家。（3）2003年10月15日，我國神舟五號宇宙飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，楊利偉成為我國進入太空的第一位航天員。（4）2022年11月3日，我國空間站夢天實驗艙順利完成轉位；“T”字基本構型在軌組裝完成。有條件可以自己進行細繩甩橡皮實驗。注意運用類比的方法了解萬有引力。知道重力與萬有引力不是同一個力，重力大小小于萬有引力。做題進行展示，會應用G=mg解題，知道月球車在月球上的引力比在地球表面受到的引力小。閱讀教材第15頁《飛出地球》，回答問題。課堂練習課堂練習1.關于物體的重力，下列說法中正確的是（）A．物體的重力就是地球對物體的吸引力B．因為物體本身就有重力，所以重力沒有施力物體C．物體的重心是物體所受重力的作用點，所以重心一定在物體上D．物體受到的重力跟它所含物質的多少成正比【答案】D【詳解】A．物體的重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，是地球對物體的吸引力的一個分力，不能說物體的重力就是地球對物體的吸引力，A錯誤；B．地球附近的所有物體都受到重力的作用，重力的施力物體是地球，B錯誤；C．重心是物體整體所受到的總重力的作用點，質量分布均勻、形狀規則的物體，其重心在幾何中心上，但重心不一定在物體上，如空心物體環狀物體；質量分布不均勻、形狀不規則的物體，重心也可能不在物體上，C錯誤；D．物體所含物質的多少叫質量，而物體所受的重力跟它的質量成正比，即物體受到的重力跟它所含物質的多少成正比，D正確。故選D。2.過春節時貼年畫是我國的傳統習俗，在豎直墻壁上貼長方形年畫時，可利用重垂線來檢查年畫是否貼正，如圖所示的年畫的長邊與重垂線不平行為了把年畫貼正，則下列操作方法中正確的是（

）A．換用質量大的重錘B．上下移動年畫的位置C．調整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行D．調整重垂線，使重垂線與年畫的長邊平行【答案】C【詳解】因為重力的方向總是豎直向下的，在生活中有好多應用：檢查工作臺面是否水平、檢查墻砌的是否豎直、檢查墻上掛的畫是否掛正等。為了把年畫貼正，通常做法是調整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行，因為重力方向豎直向下，所以年畫的邊長也豎直向下，此時年畫就掛正了，故C正確，ABD錯誤。故選C。3.畫出圖中，斜向上運動的籃球受到的重力示意圖。【答案】見右圖。【詳解】重力的方向是豎直向下，作用點在重心上，如圖所示。4.一輛自重是5.0×104N的卡車，裝著25箱貨物，每箱貨物的質量是300kg，行駛到一座立有限重標志（如圖所示）的橋前，問：（g取10N/kg）（1）這輛卡車受到的總重力為多少N？（2）這輛卡車能不能通過這座橋？為什么？【答案】

（1）1.25×105N；（2）見解析。【詳解】（1）根據題意可知，卡車自重為G卡=5.0×104N貨物的質量為m物=300kg×25=7500kg則貨物受到的重力為G物=m物g=7500kg×10N/kg=7.5×104N這輛卡車受到的總重為G總=G卡+G物=5.0×104N+7.5×104N=1.25×105N（2）由G=mg可得，這輛卡車的總質量為

所以這輛卡車不能通過這座橋。

5.由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，地球附近的物體都受到重力的作用，跟地球一樣，在其它星球上的物體也受到重力作用，如表列出的是質量是1kg的物體，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N1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.0（1）由如表可知，同一物體放在星上受到的重力最大，在金星上的8.50