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【沪科版】《5.4来自地球的力》内容分析和教学建议
  作者:沪科版物理编写组   发布者:学科专家  发布时间:2012-02-21

课标的基本要求

1.通过实验探究,了解物体所受重力和物体质量的关系。

2.知道g=9.8N/kg和它所表示的物理意义。

3.知道重力的方向是竖直向下的,以及重垂线的广泛应用。

 

内容分析

本节首先从学生熟悉的物体在重力作用下竖直下落现象,让学生认识到重力的存在(从生活到物理),然后用实验研究物体所受重力大小跟质量的关系,得出“物体所受重力跟它的质量成正比,且比值等于9.8N/kg”的结论并而由G/m=g得出G=mg这个计算重力的公式。为了突出这个教学重点,教材还特别安排了一个例题对他进行巩固。课文紧接着介绍了重力的方向和重力的作用点——重心,这一方面是用以照应和复习力的三要素,一方面又是体现“从物理走向社会”,引导学生把所学的知识应用到实际问题中,培养学生运用知识解决实际问题的习惯和能力。

本节的重点是探究重力的大小和质量的关系,对重心只作一般了解。

 

教学建议

1.本课适宜于用启发学生观察思考的方式引入新课。比如演示:手中的小球离开手以后竖直下落,水由高处流往低处,小球在桌面上滚到桌边后要落地等,让学生分析产生这些现象的原因。通过讨论,学生不难得出,物体都是由高处落到低处,产生这些现象的原因是由于他们都受到地球的吸引力。这时再总结出:地面上的一切物体,都要受到地球的引力,这个力就是重力(应当指出,这样定义重力是不严密的,传统讲法是“由于地球吸引而使物体受到的力”。我们认为,在初中阶段不必追求概念表述的严密性,只要大体上不错就行。传统讲法说起来拗口,要真讲清楚既不容易也不必要,所以,还不如换用现在教材的讲法)。接着让学生列举出他们在日常生活中观察到的物体受重力作用的种种现象,这样,既可加深学生对重力的理解,又可培养学生观察思考的习惯。

如:什么是重力?可先让学生观察课本,对于图(b)应演示一下,然后让学生思考并回答下列问题:

 

 

在学生回答的基础上引出重力的定义:物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。再指出地球是施力物体,物体所受重力的大小叫物重。

2.关于物体所受重力大小和质量的关系,教材安排为实验探究。这个实验探究最好让学生都动手做一做,测一测,即安排为随堂实验。在概括规律性的结论(物体所受重力跟它的质量成正比)时,不要由哪一位学生(或老师做的演示实验)做出的几组数据就马上概括出结论,而应让更多的同学都交流、讨论一下他们得出的数据,哪些数据是相似的,哪些数据表现出异常,为什么会这样等。我们应当通过我们的物理课,让学生明白仅凭两三组数据是不可能概括或总结出规律的,这就是一种非常实在、非常具体的科学态度教育。所以,在实验探究中,彼此交流实验数据、“信息共享”是非常重要的环节。当然,由于各地的重力加速度(课本不出现这个概念)不完全相同,加之测量不可避免的存在误差,所用的弹簧测力计不够精确等,算出的比值不可能正好是9.8N/kg。这时可告诉学生我们在实验中可能出现了误差(指出一些原因),科学家们所做的大量实验表明:这个比值的确是9.8N/kg。在此基础上写出关系式G/m=g,变形后得出公式G=mg。为计算方便,告诉学生,在粗略计算时可以取g=10N/kg,并让学生记住。

由于现在的教材将“质量”一章安排在本章之后,所以课文安排了一个“加油站”将质量及其单位先行介绍。实际上,学生在初中一年级以前的数学课、小学是科学课中均已接触过质量概念、质量单位以及用天平称量质量这些内容,质量的提前出现不会形成一个教学难点。

关于“物体所受重力的大小简称物重”,其背景是:我国1984年公布的法定计量单位中提到:“人民生活与贸易中,质量习惯称为重量”,即人们说的“这一袋米的重量是10kg”或“买10kg的大米”都指的是“质量”。按这个规定重量应当是质量的同义语。然而,人们在生活中也常把重量理解为所受重力的大小,特别是还有不少的物理书、科普书也把重力称为重量。

为了回避这些模糊不清甚至彼此矛盾的提法,教材将物体所受重力的大小叫做物重,这样,我们在教学中可以回避“重量”这个词,质量就是质量,重力就是“物重”。但可以向学生指出在一般科普读物中也常把重力大小叫重量,以便他们进行课外阅读时不至感到迷惑。

3.关于重力的方向,可让学生通过观察物体自由下落的方向、悬挂物体的线自由下垂的方向,它们的方向都是由重力的方向决定的,所以它们的方向就是重力的方向。人们把这个方向叫做竖直方向,所以重力的方向就是竖直向下的。学生常常把重力的方向误认为跟接触面垂直。为纠正这种错误,课本特别突出了竖直方向与水平面的垂直,同时,还可以加做图15-15所示实验:让学生观察两条重垂线的方向,看他们是否相同?重垂线与水平桌面、倾斜桌面是否垂直?区分竖直方向和“垂直”方向。

 


 

我们还可进一步引导学生讨论,使其认识到重力方向的实质是指向地心(地球半径的方向,和地球表面——水平面垂直)。通常把指向地心的方向叫做“向下”,背离地心的方向叫做“向上”。在和我们中国对应的地球的另一面的阿根廷(可展示幻灯片或挂图),他们对上下的判断是我们一样的。

4、重垂线是人们对重力方向的巧妙应用,是一项很好的教育素材。建议布置几个有关重垂线的实验作业,比如让学生利用重垂线校准教室的墙壁是否竖直(看重垂线是否和墙壁平行)窗台、桌面是否水平(看重垂线是否与窗台、桌面垂直),通过这些实践活动培养学生运用知识解决实际问题的习惯和能力。

关于重心,只要求到教材所介绍的程度:是物体所受重力的作用点,质量分布均匀、形状规则物体的重心就是这一物体的几何中心。

学生可能会问,材料不均匀、形状不规则物体的重心在哪里呢?学生能提出这样的问题是件好事。可以告诉学生,这样的物体的重心也是可以计算出来的,只是很复杂,还必须使用高等数学知识。但其中一些小物体的重心也是可以通过实验把它的大致位置找出来,课本图524就展示了一种实验方法。接着,可让学生象课本图524那样,去找一找自己的钢笔、铅笔、文具盒的重心,以提高兴趣。还可以告诉学生,人在不同的姿态时重心不同,原因是人的几何形状改变了。

本节“信息窗”介绍的有关稳度的知识很有趣,也很有用,建议以“稳度的诀窍”为主题组织一个科学班会。

课时安排:一课时 

 
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