教 學 設 計課 題： 第五章 第四節 來自地球的力教 材：滬科版八年級物理教 師： 學 校： 課 題義務教育課程標準實驗教科書物理8年級（上海科學技術出版社）第五章 熟悉而陌生的力 第四節 來自地球的力學 科物理授課班級初一學生授課時數2課時設 計 者所在學校課時說明本節課完成第1課時：重力的產生、方向及大小。第2課時：重力與質量計算公式的應用練習、重心及穩度教學。課程標準1、通過常見事例或實驗，了解重力。2、知道重力的產生、方向、重心的概念以及重垂線的廣泛應用。3、通過實驗探究知道重力的大小及其影響因素，知道g值大小和它所表示的物理意義。本節（課）教學內容分析本部分教學是引導學生跨入力學世界的大門，直接為第六章作好知識鋪墊，也是學習第七章浮力、第八章機械功的基礎。本章章名叫“熟悉而陌生的力”，其中“熟悉”是指學生在學習本章節之前已經有大量關于重力的“前概念”和常識，生活中也有大量與重力相關的詞語，學生似乎對重力是很“熟悉”的。“陌生”則說明重力是一個基本的物理概念，它有特定的科學內涵，有豐富的物理內容，這方面對學生而言又是“陌生”的。本節課是典型的概念建立課，教材突出了學生的實驗探究活動，在學生親歷實驗探究的基礎上理解重力以及重力與質量的關系，進而明確重力大小的計算公式。本節（課）教學目標三維目標知識與技能1、知道重力的產生、大小和方向。2、了解重垂線在生活中的廣泛應用。過程與方法1、通過觀察和實驗，感知重力的存在，提高觀察思考、分析問題的能力。2、通過探究了解重力和質量的關系，提高實驗探究能力，加深對比值法、圖像法的認識。情感態度與價值觀1、通過課堂上的觀察分析活動，養成有目的觀察思考的習慣。2、通過了解重垂線在生活實際中的應用，感受物理的有用性。學習者特征分析知識水平初一學生在學習本章節之前已經有大量關于重力的“前概念”和常識，但重力是一個基本的物理概念，它有特定的科學內涵，有豐富的物理內容，感性認識的膚淺、理性認識的不足和錯誤的“前概念”會對學生深入學習重力帶來較大的理解困難。且初一學生之前沒有真正的進行過物理學科的學習，缺乏基本的科學素養、科學方法，也對學生的學習造成一定的障礙。能力水平初一學生沒有真正進行過物理學科的學習，對科學探究的基本過程、基本方法和基本能力都十分欠缺，學生具有一定的獨立思考的能力，對自然界有一定的好奇心，在了解和認識知識過程中會產生滿足感和興奮感，在實際的教學過程中要充分關注和處理好這些不足和優點，有效引導初一學生較好的進行物理學科的初步學習。知識點學習目標描述知識點編號學習目標層次具 體 描 述 語 句1了解通過生活事例（視頻）知道重力的基本概念2了解通過實物演示知道重力的方向3應用能夠在具體事例中應用所學的的知識重垂線，學會解決問題4理解通過生活事例知道重力的大小，并通過探究理解重力與質量的關系教學重點和難點項 目內 容解 決 措 施教學重點重力的概念及重力與質量的關系采用啟發式教學，加深學生對基本概念的理解，提高學生基本能力教學難點重力的方向及重力大小與質量的計算公式采取實驗演示的方式啟發學生得到重力的方向，通過對實驗數據的分析得到計算公式。 教學基本環境和學生課前準備多媒體教室演示器材：斜面、重垂線、裝有液體的薄容器、模擬房屋、演示用彈簧測力計，鐵架臺2個、小木塊、鐵球、饅頭、0.10kg綠豆、玉米片、橡皮泥各一包，0.35kg綠豆一包。學生分組器材：彈簧測力計1個、生活中常見各種已知質量的物品。教學媒體（資源）選擇知識點編號學習目標媒體類型媒體內容要點教學作用使用方式所 得 結 論占用時間媒體來源1了解師生互動力的概念及特點A、CG力使物體間的相互作用以及力有大小和方向自制2應用實物彈簧測力計DG認識彈簧測力計，學會使用彈簧測力計測量工具3了解實物常見物體質量A、CG知道質量的概念生活4了解視頻重力的概念A、CG知道重力的概念視頻5了解實物重力的方向A、GB、F知道重力方向豎直向下自制6應用實物、圖片重垂線應用G、HA、D知道重垂線的廣泛應用自制7理解實物探究重力與質量關系A、B、FD、B、I知道重力與質量的關系自制媒體在教學中的作用分為：A.提供事實，建立經驗；B.創設情境，引發動機；C.舉例驗證，建立概念；D.提供示范，正確操作；E.呈現過程，形成表象；F.演繹原理，啟發思維；G.設難置疑，引起思辨；H.展示事例，開闊視野；I.欣賞審美，陶冶情操；J.歸納總結，復習鞏固；K.自定義。媒體的使用方式包括：A.設疑播放講解；B.設疑播放討論；C.講解播放概括；D.講解播放舉例；E.播放提問講解；F.播放討論總結；G.邊播放、邊講解；H.邊播放、邊議論；I.學習者自己操作媒體進行學習；J.自定義。板書設計5.4 來自地球的力1. 重力：由于地球對物體的吸引而產生的力2. 重力的方向：豎直向下3. 重力的大小：物重G 單位：Ng=9.8N/kg同一地點，G和m成正比。副板書：質量m：物體含有物質的多少單位：kg、g、t 1kg=1000g重力大小和什么有關？課堂教學過程結構設計教學環節教師的活動學生的活動教學媒體資源運用設計意圖依據初一學生課前知識補充5分鐘一力的概念及其三要素老師忽然拉一位同學，問：這位同學從座位到了前面，老師用力了嗎？這個力向什么方向？這個力有大小嗎？這位同學由靜止變成了運動，這是力作用的效果。力既有大小也有方向。讓學生初步認識力，知道力有大小方向，知道力可以改變物體的運動狀態。二彈簧測力計的使用彈簧測力計可以測量力的大小。我們先來認識彈簧測力計。看彈簧測力計，力的單位牛頓N。測量范圍：0-5N，一小格表示：0.1N。手提著拉環，看看指針是否指零？另一只手向下拉拉鉤，感受一下力的大小。提供彈簧測力計認識彈簧測力計，為重力大小的測量打好基礎三質量的概念同學們看這是兩包餅干，包裝上分別寫著凈含量120g，130g。這指的是物體的質量，用小寫字母m表示。（副板書：質量m）它表示了物體含有物質的多少。物體含的物質越多，質量就越大。質量的單位有kg、g，還有質量比較大的比如貨車，我們還會用到噸（t）這個單位。1kg=1000g（板書）一般賣的商品的外包裝也是有質量的，比如這包山楂片凈含量是120g，老師事先測了它的總質量有130g，標在小標簽上。實物展臺了解質量的概念，避免與后面要學習的重力相混淆。為研究重力大小與什么有關做鋪墊。新課教學之認識重力4分鐘1實例展示，設置疑問蹦極是一項非常具有挑戰性的運動，同學們先來看看這個人蹦極的過程。蹦極的時候，人剛剛離開跳臺后會怎么樣？這是為什么？老師覺得很好奇在家里也做了兩個小實驗，同學們注意觀察它們的運動有什么共同點？（雞蛋下落，水向下流）它們為什么都向下落呢？觀看視頻生：往下掉生：地心引力生：都有物體下落生：地心引力視頻從一些物體運動的共性認識到重力的存在。2分析講解：重力的定義同學們說的地心引力就是我們今天要學習的來自地球的力，我們把它叫做重力。由于地球對物體的吸引而產生的力叫做重力。重力產生的原因是地球對物體的吸引。重力的施力物體是地球。板書：5.4來自地球的力1.重力：由于地球對物體的吸引而產生的力3乘勝追擊同學們，你們的周圍哪些物體受到了重力？ 很好，地球表面的所有物體都受到了重力。我們的生活中很多現象都說明了物體受到了重力。思考回答問題新課教學之重力的方向9分鐘新課教學之重力的方向9分鐘1展示實物，設置疑問這根線下面懸掛了一個物體，這個物體受到了重力。如果老師將物體拉開松手，物體發生擺動，最后會停在什么位置？靜止的繩子總是沿這個方向，物體受到的重力的方向一定就沿著這根線向下。你們認為重力是怎么向下的呢？那我們就來觀察一下是不是這樣。把這塊木板當作地面，地面有可能水平，也有可能是傾斜的，現在這根線還和地面垂直嗎？看來說重力垂直于地面向下并不準確。那么重力是什么方向呢？生：和剛才一樣，原來的位置。生：垂直于地面向下觀察思考生：不垂直產生疑惑并思考生：水平演示實驗從重垂線的方向研究重力的方向，指出不能說重力垂直于地面向下。2分析講解液體在靜止的時候表面是水平的，我們借助它來研究一下重力的方向。這是一個很薄的容器，前面是透明的玻璃板，老師往里面倒了一些液體。同學們可以看到里面液體的表面是水平的，將容器放到斜坡上，我們看到里面的液體靜止的時候表面仍然是水平的。為了便于同學們觀察，老師在這塊透明塑料板上畫了相互垂直的兩條線。（將重垂線掛到水槽前）這也是一根懸掛重物的線。請注意觀察，重力是什么方向？我們把垂直于水平面稱為豎直。那么重力的方向就是豎直向下嘍？觀察思考生：和水平面垂直生：是。不一定。實物投影：演示重力的方向ppt展示：實驗的對應圖片通過演示實驗讓學生看到重垂線與水平面的關系，真正理解豎直的含義。3乘勝追擊我們再多做幾組實驗看看。改變木板的傾斜程度，我們再來觀察。繩子還是豎直的嗎？再變，還是豎直。不管地面怎么變，重力一定豎直向下。所以我們可以下結論了，重力的方向豎直向下。觀察實驗得到重力的方向豎直向下板書：2.重力的方向：豎直向下傳達科學的理念，多次實驗，結論更具有普遍性。4生活中的物理重垂線的應用現在要建造兩間房屋，一間在水平地面上建造，另一間在斜坡上建造。怎么造呢？請同學們在紙上畫出來。（實物投影一位同學的畫）你為什么這么建呢？為什么不讓房子和地面垂直呢？ 演示1：垂直于斜面的房子倒掉。演示2：豎直的房子不倒。問：現在房子是豎直的嗎？你們怎么知道的？如果你們是建筑工人，在建造房屋的時候怎么保證墻壁豎直呢？人們把懸掛重物的線叫做重垂線。建筑工人就是利用重垂線保證墻壁豎直的。同樣我們家里要把畫掛正，也可以利用重垂線。重垂線是豎直的，同學們能不能利用重垂線檢驗桌子是不是水平呢？這個問題留給同學們課后思考。介紹自己的建法及原因。墻壁和旁邊的線平行ppt圖片實物投影實驗演示垂直于斜面的房子倒掉，豎直的房子不倒ppt圖片：重垂線的應用通過對建房子這個實際問題的思考，理解因為需要而利用重垂線，而不是為了用而用。5拓展升華同學們看ppt。這是地球，各地的蘋果熟了在重力的作用下都應該豎直向下落。不是這樣，應該怎樣呢？那我們說的豎直向下是指向哪里？基本正確，到了高中我們會學習豎直向下是大致指向地心的方向。錯了，應該落向地球指向地心ppt：1蘋果向圖片下方落2.蘋果落向地球發現錯誤，意識到重力豎直向下，大致指向地心。新課教學之重力的大小25分鐘新課教學之重力的大小25分鐘新課教學之重力的大小25分鐘1重力的大小我們知道了重力的方向豎直向下，那么這個豎直向下的重力有多大呢？在我們這本教材里面，重力的大小簡稱為物重，用字母G表示，重力是一種力，它的單位是什么？牛頓。我們可以用彈簧測力計來測量重力的大小。測物體的重力時，請同學們用手指勾住拉環，保證彈簧測力計豎直。當彈簧測力計和物體都保持靜止時，彈簧測力計的示數等于物體重力的大小。學習使用彈簧測力計測量重力的大小的方法。板書：3.重力的大小：物重G，單位：牛頓Nppt圖片：重力大小的測量學習重力大小的測量方法，為探究實驗做準備。2探究：重力的大小與哪些因素有關【提出問題】通過對一個長方體的木塊和一個鐵球（小木塊，大鐵球，體積、形狀、材料、質量都不同）的重力的測量，發現這兩個物體的重力有大有小，互不相同。進而提出問題：是什么造成它們的重力大小不同的呢？請同學們思考一下。 讀出木塊和鐵球重力的大小，相互比較。副板書：物體的重力大小和什么有關？【猜想與假設】將學生的猜想寫到副板書處。學生猜想。猜想：體積、材料、質量、地點【制定計劃與設計實驗】重力的大小是不是和這幾個因素都有關呢？我們用實驗來證明。（根據學生猜想選擇一個因素示范如何探究，并同時示范填寫實驗報告，見附錄1）如果我們要研究重力大小和體積是否有關，其他的因素都要怎么樣？非常好，在物理里面，這個實驗方法叫做控制變量法。現在老師這里有幾樣物品，有0.08kg的饅頭、0.10kg的綠豆、玉米片，橡皮泥各一包和0.35kg的綠豆一包。同學們覺得可以從中選擇什么物品來進行研究？ 在實驗中我們可以改變饅頭的體積，分別測出重力的大小。請一位同學上來配合老師完成實驗。其他同學觀察實驗的過程，讀出重力的大小。（老師填寫實驗報告，指導學生分別測出大、中、小饅頭的重力大小。）我們來分析測量的結果。體積變化了，而重力的大小沒有變。所以結論是什么呢？質量（和材料）相同時，重力的大小與體積無關。那么重力的大小和材料是否有關呢？我們同樣可以用實驗來證明。應該選擇什么條件的物品？質量相同時，重力的大小和體積無關，我們就不需要控制體積相同了。再請一位同學上來測量重力的大小。其他同學幫助老師完成實驗報告，并且讀出重力的大小。經過探究，我們得到了在質量相同時，重力的大小和體積、材料都無關。我們現在來探究重力的大小和質量是否有關。請同學們前后4個人一組討論一下實驗方案并進行實驗。注意三點：實驗方案確定后開始實驗；實驗中注意及時記錄數據；測量后分析數據得到結論。各小組將實驗報告填寫完整。實驗時間5分鐘，開始實驗！其他因素都要相同饅頭饅頭的體積可以變，而其他因素都不變。讀出重力的大小學習結論的表達質量相同幫助老師填寫實驗報告，并讀出重力的大小。學生4人一組，討論實驗方案并進行實驗。各種物品，及彈簧測力計、鐵架臺副板書：將材料、體積都擦掉跟著老師的示范，學習探究的基本過程和方法。為自主探究重力大小和質量的關系做準備。【進行實驗與收集證據】學生實驗，填寫表格（5分鐘）實驗時巡視，請小組將數據填寫到excel表格中。如果有異常數據，選取一兩組填寫到excel表格（見附錄2）中。好，請同學們把彈簧測力計和物品都放到籃子里。進行實驗探究Excel表格【分析與論證】請一個小組派代表上來匯報一下實驗的過程及結論。（注重匯報，從收集到的證據得到結論）2分鐘其他小組得到的結論也是這樣嗎？老師將同學們的數據匯總在一起。計算出物重和質量的比值，這個比值的單位是N/kg。請同學們觀察，比值都（基本都）是10N/kg。（如果測量出來的數據都有問題）這個比值不是10N/kg。可能是什么原因呢？（看時間講，需要2分鐘）物理學里還有一種處理數據的方法，叫做圖像法。我們建立G-m坐標系，將這些數據進行描點，這些點大致分布在一條直線上，做出趨勢線，這是一條過原點的傾斜直線。這個公式里面y表示G，x表示m，y除以x這個數值也是接近10N/kg的。而剛才比值偏差比較大的這組數據和其他數據相比就偏離了這條直線。得到：物重和質量有關，發現物重和質量的比值是10。生：可能讀數錯，可能沒調零，可能沒有豎直測，可能是彈簧測力計不準。使用Excel處理數據【評估】請測出這組數據的同學帶著物體和彈簧測力計到前面來。再測一次。分析原因。如果用更精密的儀器來測，這個比值大約是9.8N/kg。再次測量，找出原因。實物投影建立科學的態度，正確對待測得的實驗數據。經過實驗，我們找到了物重和質量的關系，它們的比值是一定的，大約是9.8N/kg。這個比值用小寫字母g表示。G和m的比值恒定，在數學里面就叫做G和m成正比。（而且G-m的圖像是一條過原點的傾斜直線。）g表示1kg的物體受到的重力大小是9.8N。實際上在地球不同緯度地區或者不同的高度，g值有所差別，但是相差不大。所以物重除了和物體的質量有關，還和地理位置有關。我們要在這個結論前面加一個條件，在同一地點，G和m成正比。在精確度要求不高時，可以粗略的認為g=10N/kg。得到重力大小和質量的關系，理解公式及g的含義。板書：G/m=g g=9.8N/kgppt強調最后結論。板書：同一地點，G和m成正比。課堂小結2分鐘我們今天這節課的內容就學習到這里。請同學們回顧一下今天這節課學到了什么。回顧知識及探究的過程課外延伸：重心及穩度（機動處理2-3分鐘）最后，請一位同學上來幫助老師完成一個實驗。這是一塊木板，一邊切成了斜的，中間挖了一個孔，（斜邊試著立在桌子上倒了）。這是一瓶雪碧，把雪碧放進孔里。你們有沒有辦法只讓木板和桌面接觸，把它立在桌子上呢？你來試試看。看！木板立起來了。這是為什么呢？留給同學們課后思考，可以在課本里找找答案。觀察實驗實驗器材：木板，雪碧將課堂延伸到課外，為學生接著學習重心及穩度做鋪墊。課后作業1.利用重垂線制作一個水平儀，檢驗桌面是否水平。2.以假如沒有重力為題，發揮你的想象力，寫一篇200字以上的小論文。ppt展示板書ppt課堂小結，拓展實驗，課后作業教學流程圖實物實驗測量物重，提出探究問題圖片實驗認識重力的方 向視頻感知重力,認識重力的產生進行數據分析引導點 評巡視引 導示范實 驗探究總結實驗結論分析實驗數據匯報交 流學習比值法和圖像法處理數據小組合作設計并進行實驗觀察實驗，體會探究的全過 程 開始結束總結本節課的收獲觀察實驗思考并作出猜想觀察思考，感知和認識重力觀察實驗認識重力的方 向分組進行探究實驗重要環節媒體應用學生活動教師活動開始結束附錄1小組實驗報告實驗目的：探究重力大小和 是否有關實驗步驟：1、 選擇物品。所選物品的條件是： 。2、 測量不同 物品的重力大小，并記錄數據。物重G (N)3、 比較分析數據。4、 結論： 。5、 評估。附錄2 實驗記錄表實驗次數質量m(kg)物重G（N）物重/質量G/m（N/kg）12345678910111215