《重力基本相互作用》教案物理必修一
物理概念是物理学的基石,学好物理知识,首先要对物理概念有清楚的理解,下面是小偏整理的《重力基本相互作用》教案物理必修一,感谢您的每一次阅读。
《重力基本相互作用》教案物理必修一
教学准备
教学目标
1.知道力的概念及矢量性,会作力的图示.
2.了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向,理解重心的概念.
3.了解自然界中四种基本相互作用.
教学重难点
1.力的概念及矢量性,作力的图示.
2.重力产生的原因,确定重力的大小和方向,重心的概念,自然界中四种基本相互作用.
教学过程
[知识探究]
一、力和力的图示
[问题设计]
做一做以下实验,看看会发生什么现象,总结力有哪些作用效果.
图1图2
(1)小钢球在较光滑的玻璃板上做直线运动,在小钢球的正前方放一磁铁(如图1),小钢球靠近磁铁时;
(2)在与小钢球运动方向垂直的位置放一块磁铁(如图2);
(3)分别用手拉和压弹簧.
答案(1)小钢球的速度越来越大;(2)小钢球的速度方向发生了变化;(3)用手拉弹簧,弹簧伸长;用手压弹簧,弹簧缩短.
力的作用效果有:使物体的运动状态发生变化或使物体发生形变.
[要点提炼]
1.力的特性
(1)力的物质性:力是物体间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在.我们谈到一个力时,一定同时具有受力物体和施力物体.
(2)力的相互性:力总是成对出现的.施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.
(3)矢量性:力不仅有大小而且有方向.
2.力的作用效果:改变物体的运动状态或使物体发生形变.
说明只要一个物体的速度变化了,不管是速度的大小还是速度的方向改变了,物体的运动状态就发生变化.
3.力的表示方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力.
①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;②箭头指向表示力的方向;③箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把物体用一个点表示).
注意(1)标度的选取应根据力的大小合理设计.一般情况下,线段应取2~5个整数段标度的长度.(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度.
(2)力的示意图:用一条带箭头的线段表示力的方向和作用点.
[延伸思考]
是否只有接触的物体之间才有力的作用?举例说明.
答案不是.例如:两个相距一定距离的同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引等.
二、重力
[问题设计]
秋天到了,金黄的树叶离开枝头总是落向地面;高山流水,水总是由高处流向低处;无论你以多大的速度跳起,最终总会落到地面上……试解释产生上述现象的原因.
答案地面附近的一切物体都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才会使物体落向地面,才会使水往低处流.
[要点提炼]
1.重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力.
2.产生原因:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力.但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”.
3.大小:G=mg,g为重力加速度,g=9.8m/s2,同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点重力的大小因g值不同而不同.(注意:重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关)
4.方向:重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下,也不是指向地心).
5.作用点:在重心上.
(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点.
(2)重心位置与质量分布和物体形状有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心上.重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物体上.
[典例精析]
一、对力的概念的理解
例1下列关于力的说法中正确的是()
A.甲用力把乙推倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
B.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受力,不会施力
C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
D.两个力的大小都是5N,则这两个力一定相同
解析甲推乙的同时,乙也在推甲,力的作用是相互的,A错;不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用时都会施力.例如马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上支撑书,B错;由于自然界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体,所以每一个物体都受到别的物体的作用,是受力物体,同时也对其他物体施力,即又是施力物体,C对;力是矢量,比较两个力是否相同,除了比较其大小还要比较其方向,D错.
答案C
二、力的图示和示意图
例2在图3甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向右上的150N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上的20N的力把木块抵在墙壁上.试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.
图3
答案如图所示
三、重力和重心的特点
例3关于重力和重心,下列说法正确的是()
A.当物体漂浮在水面上时重力会减小
B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力
C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上
D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变
解析物体的重力与物体所处状态无关,A错;物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同,B错;物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关,只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心,C错,D对.
答案D
[课堂要点小结]
[自我检测]
1.(对力的概念的理解)关于力,下列说法正确的是()
A.有的物体自己就有力,如爆炸的手榴弹,所以这个力可以没有施力物体
B.力不能离开物体而存在
C.不接触的物体之间一定没有力的作用
D.有的物体只是施力物体而不是受力物体
答案B
解析此题可根据力的产生条件来判断,抓住“力是物体与物体之间的相互作用”,要想有力,必须同时存在施力物体和受力物体,两者缺一不可.一个物体在对其他物体施加力的同时一定受到其他物体力的作用,即是施力物体同时又是受力物体,故A、D错误.C项则歪曲了力产生的条件,只要两物体发生相互作用即可产生力,不一定非得接触,故C错误.
2.(重力的特点)关于物体所受的重力,以下说法正确的是()
A.物体只有在地面上静止时才受到重力作用
B.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受到的重力
C.物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力
D.同一物体在同一地点,不论其运动状态如何,它所受到的重力都是一样大的
答案D
解析物体所受的重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的大小为G=mg.可见对同一物体(m一定),在同一地点(g一定),重力大小是相同的,而与物体的运动状态无关,因此选项A、B、C均错误,只有选项D是正确的.
3.(对重心的理解)下列关于重心的说法中正确的是()
A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B.用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
C.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关
答案D
解析重心的位置与物体的形状和质量分布有关,只有形状规则、质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心,A错误,D正确;用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态时,物体的重力与绳子的拉力平衡,由二力平衡的知识可知,物体的重心一定在绳子的延长线上,B错误;重心是物体各部分所受重力的等效作用点,可以在物体上也可以不在物体上,C错误.
4.(力的图示和示意图)如图4所示,叠放的物体A、B静止在水平地面上,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.
图4
答案见解析
解析(1)画力的图示:
①选定标度:此题用2mm长的线段表示2N的力.
②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小画出,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10mm)的线段;
③在线段上加箭头表示力的方向.
(2)画力的示意图:从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明FN=10N即可,如图丙所示.
培养创新意识
物理概念是物理学的基石,学好物理知识,首先要对物理概念有清楚的理解,而高度的抽象性和概括性是物理概念的显著特点,学生只有获得足够的感性材料,才能正确地把握概念的内涵和外延。因此,我们在课堂教学中只有通过演示性实验,适度罗列现实生活中学生熟悉的例子,才能营造良好的物理情境,才能启发学生在理解相关的概念时萌发创新思维意识。譬如,我在引导学生学习“力”的概念时,先演示了小实验:左手用一弹簧秤拉一辆小车在光滑的讲台上运动,让学生初步感悟“力”的存在和“拉”的作用、弹簧秤上的真实读数及力的效果、车在运动的状况;接着,要求学生联系“马拉车”、“人提水”等现实生活中的例子,使他们对“力是物体对物体的相互作用”这一定义有了初步的理解;然后,我提出问题:“哪位学生还能举出一些物体相互作用产生力的例子吗?”不少学生作出了精彩的回答。最后,我把课前准备好的几根圆木棍放在靠近墙角的地面上,在圆木棍上再放置一块木板,先让一个男生小心地站在木板上,手握一根竹杆用力推墙,那个学生伴随着小木板离墙而去。我在旁边一边保护学生,一边总结道:“墙和竹杆相互作用产生了力,木板和人受到了力的作用后一起离开了墙面”。许多学生的脸上露出了开心的笑容,不仅使“力是物体对物体的相互作用”这一抽象的概念在他们的脑海里形成一幅具体的画面,而且能激励学生进行创新性思维。
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