第十二課重力（一）教學目標：科學知識：1.知道在生活中存在著重力，了解重力產生的原因。2.通過學習有關牛頓的資料，了解前人對重力的研究。能力培養：1.培養學生觀察、分析問題的能力。2.培養學生實驗操作和收集整理信息的能力。情感態度價值觀：1.認識到科學是不斷發展的。2.樂于用學到的科學知識解決問題。（二）設計意圖：在學生對生活中存在著各種力的現象有了初步的認識后，引導學生思考水往低處流的原因，然后通過探究活動，知道地球上存在著重力，了解重力產生的原因，再通過學習有關牛頓的資料，了解前人對重力的研究。本課讓學生探究與重力有關的事實和實驗，在此過程中培養觀察能力、分析問題的能力，實驗操作及收集整理信息的能力；同時通過討論牛頓發現地球引力的故事，讓學生體會到科學的不斷發展。以生活中常見的現象為情景引入，讓學生思考現象背后的原因，再通過實驗進一步認識到地球引力的存在，最后交流收集到的牛頓及其發現地球引力過程的資料。（三）教學流程：提出問題——制定方案——實踐活動——分析整理——匯報交流——得出結論。（四）重點難點：知道生活中存在著重力，培養觀察、分析問題的能力。（五）教學準備：瀑布圖、棉花、地球儀、地球引力方向圖、鐵架臺、細繩、乒乓球（橡皮）、剪刀；視頻：瀑布、牛頓研究地球引力的過程。（六）課時安排：1課時（七）教學過程：一、問題情景：“水往低處流”是眾所周知的事情，但是，為什么會這樣呢？這倒是我們很多人都不清楚的。在這一課題的任務驅動頁里，就反映了這樣的一個問題。主題人物在觀看美麗大瀑布的時候，就提出了這一個值得我們思考的問題：“為什么水總是向低處流？”這個問題就是我們這課題要研究的任務—重力。1．出示：瀑布圖片。2．提問：看到這樣的景象，你會想到什么問題呢？3．質疑：學生質疑、解疑。4．講述：是不是同學們所說的道理呢？下面我們就來研究。二、活動一：小球受力的情況圖中反映了這樣的一個活動，用繩子綁著一個小球，并把它掛在支架上。如果我們將繩子剪斷，小球將會怎樣運動？這時小球受到什么力的作用？教材把需要研究的問題擺了出來，讓學生思考和活動，從而得到正確的結果。地球上的一切物體都受到地球的吸引作用，我們把這種作用力叫物體的重力，重力的方向總是豎直向下。我們在開展對這個問題進行研究時，可以先讓學生回憶這樣的一個現象：不管我們把籃球拋得多高，結果籃球最后還是落到地面。這是為什么呢？你思考過這個問題嗎？然后我們可以做一個活動，把用繩子綁著的小球掛在支架上。如果我們將繩子剪斷，判斷小球將會怎樣運動，這時小球受到什么力的作用？通過活動我們知道，被剪斷繩子后的小球，只受到地球的吸引作用，小球將豎直地掉到地面上。地球上的一切物體都受到地球的吸引作用，人們把這種作用力叫物體的重力。1．出示：用細繩固定的小球或乒乓球、橡皮。2．問題：如果把繩子剪斷會出現什么現象？為什么？3．匯報：學生猜測、回答。4．演示：學生剪斷繩子。5．問題：地球引力的方向是怎樣的？6．討論：你還能舉出其他例子說明地球有引力嗎？7．交流：匯報討論結果。8．作業：以“如果沒有地球引力”為題，寫一篇科幻童話。三、拓展：地球的“上”和“下”居住在地球上的人類都受到地球引力（重力）的作用，都能安安穩穩地生活在大地上，而且都把正對頭頂上方的天空叫做“上方”，把朝向地球中心（地心）的方向叫做“下方”。重力的方向就是豎直指向地心的。如果將繩子剪斷，小球將會怎樣運動，這時小球受到什么力的作用？學習這部分拓展內容的時候，我們可以回顧前面進行的探究活動。通過活動知道，地球對物體有一種力量把它拉到地面上，而不會讓物體飛到天空，這種拉力（引力）就是我們要研究的重力。由于地球存在重力的緣故，地球上的人（包括所有物體）才能安安穩穩地生活在地球上。有些學生會認為，在地球的“上方”，人會穩穩當當地站立在地面上。但是，在地球的“下方”，人為什么還是能站在地面上，而不會離開地球飛出去呢？其實，在宇宙中看地球，地球根本就沒有“上”、“下”之分，人所感到的“上”和“下”，是以地面作參考的，居住在地球上的人類，都把正對頭頂上方的天空叫做“上方”，把朝向地球中心（地心）的方向叫做“下方”。我們所說的下方，就是重力的方向。引申的問題：建筑工人在建房子的時候，常常會用一條繩子吊著一個重錘做垂線來檢驗墻壁、門窗有沒有傾斜，這到底是什么緣故呢？1．導入出示課本圖片，畫出地球上不同位置的物體所受重力的方向。2．演示：部分學生在黑板上標示。3．問題：有什么發現？4．講述地球上人們所說的下方指的是腳下，地球引力的方向實際是指向地心的。5．問題：關于地球引力你還知道什么？6．交流：學生交流，教師適當補充。資料：重力地球表面附近的物體由于地球的吸引而使物體受到的力稱為重力，其方向與物體自由落下的方向一致。同一物體在地球不同緯度所受的重力從赤道到兩極是逐漸增加的，由于各地的地形不同，特別是地質構造不同，所以物體在各地所受地球的引力就有變化，物體的重力也會發生變化。利用重力這些變化，可以探測石油、鐵礦、煤礦和其他礦床。從廣義上講，任何天體使物體向該天體表面降落的力，都稱“重力”，如月球重力、火星重力等。萬有引力在兩個物體之間由于物體具有質量而產生的相互吸引力叫萬有引力。地面上物體所受的重力，就是地球與物體之間的萬有引力產生的。地球、行星繞太陽運行，月球、人造衛星繞地球運行，也與它們之間的引力有關。牛頓在開普勒定律的基礎上首先肯定了這樣一種吸引力的存在，并在1687年正式提出了萬有引力定律：“任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比?！比f有引力定律是自然界中最普遍的定律之一，不論物體怎樣微小或怎樣巨大，有生命或無生命，都遵守這一定律。本課限于談地球引力（即重力），且限于談地球與地球上物體之間的引力，不涉及其他天體，其他方面在將來才會學到。蘋果落地和萬有引力定律：樹上的蘋果熟透了，就落到地下。這種現象從來沒有引起人們的注意。可是，英國科學家牛頓卻受蘋果落地的啟示發現了萬有引力定律。牛頓認為，蘋果落地是因為蘋果與地球之間有吸引力。這種吸引力不但存在于蘋果和地球之間，而且存在于地球與太陽之間，地球與月亮之間……總之，地球與任何物體之間都存在吸引力，這種吸引力叫做萬有引力。任何物體都受到地球的吸引，所以物體才有重量，它是萬有引力的一種。1969年7月21日，人類第一次登上月球，當時宇航員穿的一套宇宙服重約80千克。在地面上的人，若是穿上這樣一套衣服，就會寸步難行，然而到了月球上，宇航員卻行走自如。因為月球的質量只有地球質量的1／83，引力只有地球的1／6。這樣，80千克的宇宙服，到月球上就只有13千克重了。牛頓牛頓（1642－1727）是英國物理學家、力學家、天文學家和數學家。他在伽利略等人工作的基礎上進行了深入的研究，建立了成為經典力學基礎的牛頓運動定律。他還進一步發展了開普勒等人的工作，發現了萬有引力定律。在數學方面建立了微積分學基礎。此外，他在光學，熱學、天文學等學科中也作出了出色的貢獻。他寫的《自然哲學數學原理》于1687年出版，這是一部偉大的著作，這部著作提出了經典力學和各種基本概念和原理（即牛頓三定律），也提出了萬有引力的理論等。牛頓小時候愛科學的故事：少年時代的牛頓，喜歡動腦筋想問題，對許多事物都感到新鮮好奇而愛去觀察體驗，他用平時省下來的零用錢，買了各種木工工具，親自動手模仿或自己設計制造各種各樣靈巧的小東西。這些小東西雖然都很簡單，卻顯露出牛頓深思好學的精神和觀察、實驗的能力。他做的風箏不僅形式美觀，而且在拴線的力點和尾巴的重量上都很講究，所以飛得快，飛得高。有一天黃昏之后，牛頓把一只小巧玲瓏的燈籠拴在一個大風箏上放到天空去，真如一顆彩色的巨星掛在空中。村里的人們競相跑出來觀看，大為驚奇。當人們弄清楚是牛頓搞的名堂后，都禁不住交口稱贊。牛頓制作的技巧越來越高。他觀察了村邊安裝的風車，回家就動手做了一架，安裝在自家的房頂上。為了使風車在沒有風的時候也能轉動，他巧妙地對風車進行了改造，利用幾只老鼠在里面活動來帶動風車轉動不停。牛頓在上小學時，自己琢磨著造出了一架“計時水鐘”，用于報告時刻。在一個小桶里裝滿水，水里放一浮標，浮標連著一根指針。打開桶底下的一個小孔的塞子，讓水一滴一滴緩緩滴下，小水桶里的水面逐漸下降，浮標便帶著指針在刻度盤上均勻地一點一點移動指示出各個時刻，當桶里的水滴盡的時候，恰恰就是正午的時刻。牛頓10歲時，就注意觀察天體運動。有一天，他注意到，早晨上學時，自己的影子在左邊，下午放學回家，影子卻轉到另一邊去了。一連幾天的觀察，給牛頓很大的啟發，使他明白了太陽的運動是有規律的，這使他想到，是否可以利用這個規律，制作一個更準確的“太陽鐘”呢？這個想法使牛頓非常興奮。經過苦思苦想和反復試驗，他在房屋和花園的墻上多日追蹤太陽下物體的影子，記下一小時、半小時的位置變化，不斷進行修正校準，終于制造出一種利用日影定時刻的器具。做好后，牛頓把它安放在村子的中央，給村民們指示時間。村民們把它叫做“牛頓鐘”，一直使用到牛頓死后多年。牛頓經常為弄明白一個自然現象，思考不止，又經常為一些奇妙的念頭所激動。在一個狂風暴雨的日子里，牛頓頂著風雨從家里跑了出來，獨自在風雨中像著了魔似的，順著風跳過來，又逆著風跳過去，然后又低著頭用步子量兩次相差的距離。他渾身被淋得透濕，可一點也不在乎，只管跳呀，量呀。躲在屋子里的人們還以為這個孩子出了什么毛病，其實，牛頓正在用這個方法計算風的速度呢！這對于一個缺少數學知識的孩子來說，是一個多么困難的問題呀！牛頓小時候，就是這樣一個愛觀察、愛思考、愛實踐的孩子。/r