高一物理 第一章 力 二重力第一课时 人教大纲版第一册.docx

高一物理 第一章 力 二重力第一课时 人教大纲版第一册.docx

《高一物理 第一章 力 二重力第一课时 人教大纲版第一册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理 第一章 力 二重力第一课时 人教大纲版第一册.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高一物理第一章力二重力第一课时人教大纲版第一册

2019-2020年高一物理第一章力二、重力（第一课时）人教大纲版第一册

从容说课

本节讲述力学中常见的重力，主要内容包括重力的产生，重力的方向总是竖直向下的，重力的大小由物体的质量和物体所处的地理位置决定，并用等效的方法讲解重心是重力的等效作用点，物体的重心位置跟物体的形状和物体内质量的分布都有关系，跟物体的放置情况和运动状态无关，并用二力平衡条件结合悬挂法能测也薄板状物体的重心。

结合教材内容和特点，本节课的知识目标定位如下：

1．知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。

2．知道重力的大小和方向，知道用绳悬挂着的静止物体，用静止的水平持物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小都等于物体受到的重力。

3．会用公式G=mg计算重力。

4．知道重心的概念以及质量均匀分布、形状规则的物体的重心位置。

本节课的教学重点为重力是如何产生的，重力的三要素。

本节课的教学难点为对重心概念的理解及物体重心位置的确定方法。

结合本节教材特点，本节课的教学采用实验分析法、实例分析法、互动探究法，力求体现课堂教学的互动性，使学生在愉悦的环境中得到知识。

本节课的教学程序如下：

回忆力的有关问题→导入新题→实例归纳分析得到重力的产生原因→实验现象分析得到并辨析重力的方向竖直向下的含义→教师讲解点拨，结合等效替代的方法得到什么是物体的重心→互动探究物体的重心位置与哪些因素有关。

●教学目标

一、知识目标

1.知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的.

2.知道重力的大小和方向，会用公式G=mg（g=9.8N/kg）计算重力.

3.知道用悬绳悬挂着的静止物体或用静止的水平物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力、大小等于物体受到的重力.

4.知道重心的概念，会求质量分布均匀、形状规则的物体的重心.

二、能力目标

1.培养学生科学的语言表达能力.

2.让学生自己动手，找不规则薄板的重心，培养学生的动手能力.

3.知道等效代替是物理学中常用到的一种方法.

三、德育目标

通过学生的动脑、动手、观察，培养学生观察事物、分析问题的能力.

●教学重点

1.重力的大小和方向.

2.重心的概念.

●教学难点

1.对重心概念的理解.

2.重心位置的确定.

●教学方法

实验分析法、讲练法.

●教学用具

弹簧秤、钩码、质地均匀的不规则薄板、细绳、大圆环、直角三角尺、重锤线.

●课时安排

1课时

●教学过程

［投影本节课的学习目标］

1.知道重力产生的原因.

2.知道重心的大小和方向.

3.知道重心的概念以及质量分布均匀而且形状规则的物体的重心位置.

［学习目标完成过程］

一、导入新课

［教师］请同学们回忆：

1.什么是力？

2.什么是力的三要素？

［学生］1.力是物体之间的相互作用.

2.力的大小、方向、作用点叫做力的三要素.

［教师］研究一个力时，通常从力的三要素入手.本节课就从力的三要素的角度来学习重力.

二、新课教学

（一）重力

［教师］初中我们已学习过重力的知识，重力是怎样产生的呢？

［学生］物体受到地球的吸引.

［教师］能否举例说明呢？

［学生设计并演示］

1.学生跳起来，会落回地面.

2.由静止释放的物体会竖直下落.

3.向任意方向抛出的物体最终会落回地面.

［强化］多媒体展示“水自动地从高处落向低处”.

［师生共同活动］总结并板书

1.重力的产生原因：

由于地球的吸引.

2.由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，也叫重量.

［巩固训练］（用投影片出示）

重力的产生原因是___________.重力的受力物体是___________，施力物体是___________.

（参考答案：

由于地球的吸引，物体，地球）

［教师］既然重力也是一种力，那么它的方向如何呢？

［学生］重力的方向应是竖直向下的.

［教师］能否用实验来验证重力的方向是竖直向下的呢？

［学生设计并演示］

方案一：

由静止下落的物体沿竖直方向下落.

方案二：

悬挂在细线下的物体静止时，悬线是竖直的.

［学生活动］

讨论并说明上述二方案为什么能说明重力方向是竖直向下的.

1.从静止释放的小石块总是竖直下落，而小石块总受重力，因而可推知重力的方向是竖直向下的.

2.悬挂在细线下的物体静止时，受重力和线的拉力作用，由二力平衡条件可知：

重力的方向与拉力的方向在同一条直线上且反向，所以重力沿竖直方向向下，即竖直向下.

［师生活动］总结并板书：

1.重力的方向总是竖直向下的.

2.所谓“竖直向下”指的是与当地的水平面垂直向下.

［教师］如何知道物体的重力大小呢？

［学生活动］设计测量重力大小的方案.

方案一：

用天平测出物体的质量m，代入公式G=mg求解.g取9.8N/kg.

方案二：

用弹簧秤来测物体的重力.由二力平衡条件和力是物体间的相互作用可知：

物体静止时对弹簧的拉力的大小等于物体的重力的大小.由弹簧秤读出拉力，也就知道了重力的大小.

［教师］如果挂在弹簧秤下的物体的速度发生变化时，弹簧秤的拉力F与物体的重力G有什么关系呢？

［教师指导］学生演示并仔细观察.

实验一：

弹簧下挂一重物，重物静止时：

结论：

F=G.

实验二：

弹簧秤拉着物体加速上升：

结论：

弹簧秤示数增大，即F＞G.

实验三：

重物放在台秤上，重物静止时：

结论：

F=G.

实验四：

当台秤做匀速直线运动时：

结论：

F=G.

实验五：

当台秤和物体加速下降时：

结论：

F＜G.

［师生共同总结］

1.绳悬挂着的物体静止时，物体对悬绳的拉力的大小等于物体的重力

2.水平支持物上的物体静止时，物体对水平支持物的压力的大小等于物体的重力.

3.以上两种情况中，物体做匀速直线运动时，上述关系依然成立.

［教师强调］

拉力（或）压力与重力只是数值上相等，拉力（或压力）与重力的实质是不同的.

［巩固训练］用投影片出示:

1.下列关于重力的说法中，正确的是

A.重力是物体的固有属性

B.重力的方向总是垂直于支持面

C.天平不是称量物体重力的仪器

D.千克是重力的一种单位

2.下列关于重力的说法中正确的是

A.物体受到重力是由于地球对物体的吸引而产生的

B.物体只有落向地面时，才受重力的作用

C.物体向上抛出时，它所受到的重力小于静止时所受的重力

D.物体落向地面时，它所受到的重力大于静止时所受的重力

［参考答案］：

1.C2.A

［评析拓展］用投影片出示：

1.地球上的物体所受到的重力是由于地球对物体的吸引力而产生的，与物体的运动状态无关.并且认为，在地球表面附近，物体所受重力的大小是不变的.

2.重力和质量是两个不同的物理量.

（二）重心

［教师］一个物体的各个部分都要受到重力，各部分的重力作用点也不同，这样来研究重力很不方便，那么如何来确定物体的重力的作用点呢？

［多媒体介绍等效处理的方法］

一个物体的各部分都要受到重力作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点就叫做物体的重心.

这样，我们就用作用于重心的一个重力，等效地代替了实际作用于物体无数个点上的无数个微小重力.这种方法叫等效代替.

等效代替是物理学中常用的一种方法，以后还会用到.

［学生活动］阅读课文，总结物体的重心位置与什么因素有关？

质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关.

质量分布不均匀的物体，重心的位置跟物体的形状及质量分布有关.

［学生活动］设计实验并演示：

实验一：

刻度尺从中点支起在水平位置平衡.

实验二：

均匀圆板从中点吊起，圆板在水平位置平衡.

结论：

质量分布均匀、形状规则的物体，重心在物体的几何中心.

实验三：

拿一支钢笔，把它支起来在水平位置平衡.

实验四：

把钢笔帽拔下，套在另一边，把它支起来在水平位置平衡.

结论：

质量分布不均匀的物体，重心位置除跟物体形状有关外，还跟物体的质量分布有关.重心偏向于质量分布大的那一端.

［多媒体展示］

1.载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化.

2.起重机的重心随着提升物的重量和高度而变化.

［教师］请同学们确定出质量分布均匀的不规则薄板、大圆环、三角板的重心位置.

［学生活动］设计实验并演示

悬挂法：

先在A点把物体悬挂起来，如图a，当物体处于平衡时，由二力平衡条件知，物体所受的重力跟悬绳的拉力在同一条直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上，记下直线AB的位置,然后在D点把物体悬挂起来，如图b同样，物体一定在过D点的竖直线DE上，AB和DE的交点O就是薄板的重心位置.

同理：

可确定大圆环、三角板的重心位置.

［学生活动］讨论

从上述实验中得到：

1.物体的重心可能在物体之内，也可能在物体之外.

2.物体的重心不会随物体位置的改变而改变.

［教师简介］

重心的高低与支承面的大小决定物体的稳定程度.

［CAI课件］模拟不倒翁的原理，为以后学习平衡的种类奠定基础.

［课堂讨论］

［投影］讨论题：

1.哪些现象说明重力方向总是竖直向下的？

2.在什么条件下弹簧秤的示数等于所测物体的重力？

3.一质量分布均匀的直铜棒，它的重心在什么地方？

水平放置、竖直放置或倾斜入置时它的得重心位置是否相同？

如果把铜棒变成弧形，它的重心是否改变？

4.如何确定一张薄板的中心？

［学生活动一］分组讨论。

［学生活动二］汇报讨论结果，进行交流。

［师生总结］

　　1.水往低处流，说明重力方向是竖直向下的；用一根悬挂的物体静止时，这时重力的方向跟绳的拉力方向相反，在一条直线上，说明重力方向竖直向下；由静止自由释放的物体，只在重力作用下，总是竖直向下运动，也说明重力总是竖直向下。

　　2.在下列条件下，弹簧秤的示数等于所测物体的重力。

①物体处于静止状态或匀速直线运动状态

②物体必须只受两个力：

重力和弹簧秤的拉力或支持力

3.因为质量分布均匀的规则物体，重心就在它的几何中心，所以该铜棒的重心就在棒的中点。

又物体的重心与物体怎样放置无关，所以水平放置、竖直放置或倾斜放置时，它的重力位置相同。

物体的重心位置与物体的形状有关，若把铜棒变成弧形，形状改变了，重心位置也改变了。

4.薄板的重心采用悬挂法确定。

三、小结

［投影］小结思考题

1.地球上一切物体都受到地球的　　　　，这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫　　　

　　　。

2.重力的方向总是　　　　　　.

3.重力的大小可以用　　　　　测出，物体在　　　　　　时对弹簧秤的拉力或压力的大小等于物体所受重力的大小；在　　　　　　情况下，物体对悬绳的拉力或对　　　　　支持面的压力，大小等于物体受以的重力

4.在已知物体质量的情况下，重力的大小可以根据公式　　　　　计算出来，g＝　　　。

5.一个物体的　　　　都受到重力的作用。

从效果上看，可以认为　　　　受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的　　　　，重心位置与　　　　和　　　　有关。

四、作业

1.课本P5练习一3、4

2.思考题

把一条盘在地上、长为l的质量分布均匀的软绳向上提起，当绳刚好拉直时，它的重心位置升高了______；把一边长为l的正方形匀质薄板ABCD（如图），绕C点翻到对角线AC处于竖直位置时，其重心升高了_____.

（参考答案：

）

五、板书设计

六、本节优化训练设计

1.下列关于重力的说法中正确的是（　　）

A.重力是由于地球的吸引而产生的

B.只有静止的物体才受到重力

C.在空中飘移的气球不受重力

D.正在自由下落的石块不受重力

2.一个物体重2N，那么，在下列情况下它受到的重力还是2N的是（　　）

A.将它竖直向上抛出

B.将它放到水里，它被浮起

C.将它放到月球或木星上

D.将它放到高速行驶的列车上

3.用弹簧秤竖直称悬挂在其下面静止的小球（　　）

A.小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力

B.小球对弹簧秤的拉力的大小等于小球的重力大小

C.小球的重力的施力物体是弹簧

D.小球的重力的施力物体是地球

4.关于物体的重心，下列说法中正确的是（　　）

A.重心就是物体上最重的一点

B.形状规则的物体的重心一定在它的几何中心

C.重心是物体所受重力的作用点，所以一定在物体上

D.用软绳将一物体悬挂起来，该物体的重心一定在悬绳的延长线上

5.画出下列情况中物体所受重力的示意图

A.小车突然启动时，物体向右摆起来.如图甲

B.物体在圆弧面上的不同位置而静止.如图乙

图甲图乙

6.用一棵小树的树干做成一根圆柱状木棍，并在外面涂上油漆，你能否在不破坏木棍的前提下分辨出哪头原来是靠近树根的一端？

［参考答案］

1.D2.ABD3.BD4.D

5.无论物体放在平面上还是曲面上，物体静止还是运动，重力的方向都是竖直向下的.重力的示意图略.

6.将木棍从中间支起，下沉的一头就是靠近树根的一端.

2019-2020年高一物理第一章力五、力的合成（第一课时）人教大纲版第一册

从容说课

本节在学习了力的初步概念和常见力的基础上，研究多个力的合力问题．

本节的主要教学内容包括：

合力和分力；共点力；力的合成，共点力的合成；合力F的大小与两分力F，、F2夹角口的关系；矢量和标量．

本节是前几节内容的深，依据等效思想总结出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则，同时，矢量运算始终贯穿于高中物理知识内容的全过程中，具有基础性和预备性．为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础．所以本节具有承上启下的作用．

结合教材内容和特点，本节课的教学目标定位如下：

1.理解力的合成和合力的概念.

2.掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力,会用直角三角形知识计算合力.

3.知道合力的大小与分力间夹角的关系.

4.知道矢量和标量的概念.

本节课的教学重点为：

针对上述目标及本节课特点，把验证性实验变为学生分组探索性实验，让学生变被动地接受知识为主动探索新知识，积极参与教学过程的每一个环节，从而引导学生手脑并用，分析与综合相结合，培养学生的探索研究能力及创新的意识和能力。

本节课的教学程序设计如下：

投影、实例→导入新课→适时设疑，实验验证→得到平行四边形定则→实践操作，练习平行四边形则并得到合力F与二分力F1、F2的大小及F1和F2间夹角的大小之间的关系→点拨平行四边形定则的适用条件，总结什么是矢量，什么是标量。

教学目标

一、知识目标

1.理解力的合成和合力的概念.

2.掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力.

3.知道合力的大小与分力间夹角的关系.

二、能力目标

1.学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法.

2.培养学生的动手能力、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力.

三、德育目标

学会应用等效代替和控制变量的思维方法.

教学重点

1.通过实例理解分力、合力、力的合成的概念.

2.通过实验探索“力的合成”所遵循的法则.

教学难点

“平行四边形定则”的理解.

教学方法

实验探索法、启发式教学、归纳分析法.

教学用具

实物投影仪、CAI课件，投影片、合力与分力关系模拟演示器、三角板、

实验器材（学生分组实验用）：

方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20cm细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对.

课时安排

1课时

教学过程

［投影本节课的学习目标］

1.理解力的合成和合力的概念.

2.掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力.

3.知道合力的大小与分力间夹角的关系.

[学习目标完成过程]

一、导入新课

［用投影片出示］甲、乙图中物体静止.

［启发思维］若甲、乙中的物体完全相同，力F和力F1、F2的作用效果是否相同？

［学生活动］分析、思考、回答.

都能使物体处于静止状态，因此力F和力F1、F2的作用效果相同.

［教师］同学们还能举出哪些类似的例子？

［学生］打夯、提水、拉纤及抗洪救灾中解放军搬沙袋等.

［多媒体模拟以上例子］

［师生共同总结］

1.一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力.

2.在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替.

3.求几个已知力的合力叫做力的合成.

4.几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力.

二、新课教学

［过渡］

如果力F和力F1、F2的作用效果是等效的，那么力F与力F1、F2间的关系如何呢？

同学们可以猜想一下.

［学生］可能是F=F1+F2.

［教师］同学们，这种关系是否正确呢？

还是让事实来说明吧！

［学生活动］

一、探讨实验方案：

1.先用两个力作用在物体的同一点上，使它们产生一定的作用效果，如把橡皮筋一端固定，拉另一端到某一点O；

2.再用一个力作用于同一物体的同一点上，让它产生与第一次的两个力的作用效果相同，即也把橡皮筋拉到点O.

3.记下各个力的大小、方向，画出各个力的图示，就能研究出力F与力F1、F2的关系.

二、学生动手做实验并分析

1.用图钉把白纸固定在方木板上，把橡皮筋的一端固定.

2.在橡皮筋的另一端系上细绳，用两个弹簧秤互成角度地通过细绳套把橡皮筋拉到某一点O，用铅笔记下O点的位置、两弹簧秤的读数F1、F2和两条细绳的方向.

3.用一个弹簧秤将同一条橡皮筋拉到点O，记下力F的大小和方向.

4.选定标度，作出力F1和F2、F的图示.

［教师］教师选几组做得比较准确的图示放到实物投影仪上展示，让学生逐一观察.

提问：

从刚才的实验中得出什么结论？

［学生］合力F不能简单地用F1和F2的代数和表示.

［教师］仔细观察作出的力F1和力F2及力F的图示，有什么发现？

［学生］力F好像是力F1和力F2为邻边所做的平行四边形的对角线.

［教师］如何证明呢？

［学生］利用三角板以力F1和力F2为邻边做平行四边形，作出其对角线F′，看力F和力F′是否重合.

学生作图并分析：

F′和F基本重合.

［师生活动］总结：

求两个共点力的合力时，可分别用表示这两个力的共点力的有向线段F1和F2为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就是合力F的大小和方向，这就是平行四边形定则.

［学生提问］实验中F和F′并不重合，为什么？

［师生共同分析］

实验过程中存在误差.

在本实验中，为了减小误差：

1.弹簧秤使用前要检查指针是否指在零点.

2.弹簧秤要与木板表面平行.

［投影出示例1］

［例1］力F1=4N，方向水平向右，力F2=3N，方向竖直向下，这两个力都作用在同一物体的同一点上，求这两个力的合力F的大小和方向.

［学生讨论］

［学生求解］

［选择有代表性的在投影仪上展示］

解法1：

作图法：

如图甲

1.用1cm长的线段表示1N的力，以点O为作用点，分别沿力的方向作出F1和F2的图示.

2.以F1和F2为邻边作平行四边形，连线两邻边所夹的对角线，对角线的长度就表示合力F的大小.用直尺量出对角线长度约为5cm，则F=5N.

3.用量角器测得合力F与水平力F1的夹角α≈37°，即可得到合力F的方向

解法二：

计算法：

如图乙

1.分别作出力F1和F2的示意图，由平行四边形定则作出对角线F.

2.在直角三角形中：

F=N=5N

合力F与水平力F1的夹角：

tana=F2/F1=3/4

查表得：

α≈37°

［评析拓展］

作图法比较直观，但既麻烦，又不够准确.计算法较简捷而且比较准确.

［投影出示例2］

求如图三个共点力F1、F2、F3的合力.

［学生讨论并求解］

［教师选择具有代表性的投影］

［学生活动］观察几种解法的共同点：

都用作图法求解，而且所求合力相同.

几种解法的不同点：

求解顺序不同.

［评析拓展］

1.求三个或三个以上共点力的合力时，可先求出任意两个力的合力，再求出此合力跟第三个力的总合力，依次类推，直到求完为止.

2.求多个力的合力时，与求解顺序无关.

［思考与讨论］

两个分力F1与F2大小一定时，合力与它们的夹角θ有什么关系？

合力大小与两个分力大小有什么关系？

［学生活动］自行设定F1和F2的大小，并用作图法求出θ=0°,30°,90°,120°,180°时合力F的大小.

［教师］用合力与分力演示器演示分力F1和F2一定时，夹角θ在0~180°之间发生变化时，合力F的大小变化情况.

［师生共同总结］用投影片出示：

a:

当θ=0°时，F=F1+F2，合力F与分力F1、F2同向.

b.当θ=180°时，F=｜F1-F2｜,合力F与分力F1、F2中较大的力同向.

c.合力F的取值范围|F1-F2|≤F≤F1+F2

d.夹角θ越大，合力就越小.

e.合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力.

［学生活动］阅读课本最后一段.

［教师出示思考题］

1.什么叫矢量？

矢量运算遵循什么规则？

2.什么叫标量？

标量运算遵循什么规则？

［学生阅读后回答］

1.既有大小又有方向的物理量叫矢量.矢量运算遵循平行四边形定则.

2.只有大小没有方向的物理量叫标量，标量运算遵循代数运算法则.

［强化训练］

1.作用在物体上的两个力，F1=10N，F2=2N.若它们之间的夹角可任意，那么它们的合力可能是

A.8NB.11NC.0ND.1N

2.用作图法和计算法求解下面两图中的合力.

[参考答案]

1.AB

2.（a）合力大小为5N，方向与F3成37°偏右.

（b）合力大小为6N，方向与F3同向.

[课堂讨论]

[投影讨论题]

1．在保证力的作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这是一种什么方法？

2．作用在不同物体上的两个力能否进行力的合成？

3.合力是否一定大于分力？

4．合力是否一定等于分力的大小之和？

1．玩单杠时，为什么双臂夹角越大越费力？

2．力的合成有哪些具体方法？

[学生讨论并解释讨论题]

[教师点拨]

1.力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）．这是一个等效方法．

2.作用在不同物体上的两个力不能进行力的合成，因为它们只能对各自的物体产生力的效果，而不能产生共同的作用效果．因此不能用一个力的作用效果代替它们分别产生的作用效果.所以，把作用在不同物体上的力来合成是没有意义的．只要作用在同一物体上的力，无论力的性质如何．都可以合成．

3．因为两分力F1、F2的合力大小的取值范围为F1+F2≥F≥|F1-F2|．所以合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力．

4.力是矢量，其合成遵循平行四边形定则．只有当两分力同向时，合力大小才等于两分力大小之和.

5.当合力一定时，两分力随夹角的增加而增大．所以玩单杠时，两分力随夹角的增大而增大，双臂夹角越大，越费力.

6．进行共点力合成以下方法：

①作图法：

要选取统一标度，严格作出力的图示及平行四边形，用统一标度去度量作出的平行四边形的对角线，求出合力的大小，再量出对角线与某一分力的夹角，求出合力的方向。

②计算法：

根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法作出对角线，即为合力。

三、