重力教学设计
练习3.根据自己的体重,估算受到的重力的大小。
通常把重力的大小叫做重量。但是在日常生活中,人们习惯将质量称为重量,同学们应注意区别。
(三)重力的方向
知道了物体重力的大小和它的质量有关,接下来我们来了解重力的第二个要素:方向。通过实验和生活经验,我们已经了解了一切物体在失去支持时都要落到地面。
演示
(1)观察拿在手中的小球自由下落的方向。
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p; (2)用一根线把物体悬挂起来,观察静止时线的方向。
小球受重力自由下落时的方向及悬挂的物体受重力作用使悬线下垂的方向便是重力的方向,这一方向是竖直向下的,所以重力的方向是竖直向下的。
演示
(1)两条重垂线的方向。它们方向是否相同?
(2)重垂线与水平桌面的方向是否垂直?
(3)重垂线与斜面的方向是否垂直?
两条重垂线的方向平行,重垂线的方向与水平面垂直,与斜面不垂直。重力的方向总是竖直向下的,不能说垂直向下。
现在请同学们利用重垂线检查我们教室的墙壁是否竖直,窗台及课桌面是否水平。说说你们检查的结果和根据。如果重垂线和墙壁是平行的,说明墙壁竖直,如果重垂线和桌面及窗台是垂直的,则说明桌面和窗台是水平的。
建筑工人之所以用重垂线来检查所砌的墙是否竖直,就是因为重垂线的方向总是竖直向下的。
我们站在地面上,脚朝下,由于重力的作用可以站得很稳,但地球是圆形的,在我们“脚下”的人,好像脚是朝上的,他们也能站得稳,为什么呢?
[想想议议]
我们所说的“竖直向下”的“下”指的是什么方向?地球上不同地方的人或物受到的重力的方向对于他们所处的位置来说都是竖直向下的。因为地球是球形,所以地球上不同位置上的“下”实际都指向了地球的中心,因此我们所说的竖直向下的“下”指的是指向“地心”。
指向地心的方向叫“向下”,背离地心的方向就应该叫做“向上”。正因为地球上不同地方的人们都受到地球指向地心的重力作用,所以各个地方的人们都能安然无恙地生活在地球表面。
(四)重心
接下来我们来研究重力的第三个要素:作用点。
出示一根粉笔,这根粉笔受不受重力的作用?地球附近的物体都会受到重力的作用,所以粉笔也受重力。将一根粉笔分成几段后。各段粉笔受不受重力?将粉笔分成几段后,每一小段粉笔仍然受重力作用,物体的每一部分都会受到地球的吸引作用。
地球吸引物体的每一部分,但是,物体受到的重力可以看成是集中在一点,这个点叫做物体的重心(center gravity),也就是重力的作用点。如何确定物体的重心呢?
重力的作用线一定通过重心,所以可以用类似重垂线的悬挂法确定物体的重心。请同学们确定一块方形薄板的重心,并交流自己的做法。
交流:先用细绳系住木板的一点悬挂起来,沿着细绳的方向在木板上画出一条线;再用细绳系住木板的另一个点悬挂起来。按刚才的方法在木板上画出另一条线,两条线的交点就是这个木板的重心。物体的重心位置和物体的形状、材料是否均匀有关,用悬挂法可以确定各种物体的重心。一般材料均匀、外形规则的物体的重心,就是这一物体的几何中心。(出示粗细均匀的细木棒和木球)如这两种物体的重心在哪儿?
粗细均匀的木棒的重心在木棒的中点,均匀圆木球的重心在它的球心。如将一粗细均匀的长棒从中间弯折成90°角,重心还在棒的中点吗?重心在哪儿?弯折后重心不在棒上,重心的位置可以用悬挂法确定。
想想议议
请同学们双脚分开站好,大家一定能很稳地站在地面上,如果身体的各个部位都不动,只让你抬起一只脚,还能站稳吗?试一试,根据自己的体验讨论“不倒翁”为什么不倒。走钢丝的演员为什么要握一根长杆?
如果身体不动,抬起一只脚后就站不住,要想一只脚稳,身体就必须倾斜,身体倾斜时,人体的重心位置也会跟着移动。走钢丝的演员的重心位置必须落在钢丝上时才不会倾倒。
人走路,脚下不稳时会自然地伸开双臂保持平衡,因此我觉得走钢丝的演员手握一根长杆是为了借助加长了的手臂调整重心,保持平衡。
不倒翁身体的下部有一个很重的物体,上部几乎是空的,因此它的重心很低。将不倒翁扳倒后,重力的作用就会使它回到原来的位置,所以扳不倒。
三、小结
让学生总结本节学习到了哪些知识。
1.地面附近的物体,由于受到地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物体是地球。
2.重力是一种常见的力,重力的大小跟物体的质量到底是什么关系,我们可以通过实验来研究一下。重力和质量的关系曲线图做出来。
通过我们研究发现,重力和质量成正比,用来计算大小,g=9.8 N/kg重力的方向是竖直向下的,重力的作用点叫重心。
四、板书设计