人教版物理必修第一冊第三章第1節教學設計第3章相互作用——力第1節重力與彈力（第1課時）目錄一、學習任務二、新知探究（一）梳理要點（二）啟發思考（三）深化提升三、課堂小結四、拓展第3章相互作用——力第1節重力與彈力（第1課時）一、學習任務1．知道重力產生的原因、大小和方向，知道重心的概念。2．會用力的圖示和示意圖表示力，知道其區別。3．知道彈力的定義及產生的條件，會判斷彈力的有無及方向。4．知道胡克定律的內容、表達式，會用胡克定律解決相關問題。二、新知探究知識點一：重力（一）梳理要點1．重力(1)定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。(2)方向：豎直向下。(3)大?。篏＝mg，g是自由落體加速度。2．重心(1)重心：一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫作物體的重心。(2)決定因素：①物體的質量分布；②物體的形狀。3.提醒：g的單位既可以是N/kg，又可以是m/s2，且1N/kg＝1m/s2。（二）啟發思考如圖所示，職業跳高運動員經常采用“背越式”，沒有從事專業訓練的運動員，往往采用的方式是“跨越式”。問題1你感覺哪種方式成績會更好？提示：“背越式”成績會更好。問題2成績會更好的原因是什么？提示：在越過相同高度的橫桿時，運動員采用“背越式”的重心比采用“跨越式”的重心升高的高度低，因此采用“背越式”可以越過更高的橫桿，成績會更好一些。問題3運動員跳高過程中所受重力的大小和方向是否改變？提示：不變。問題4運動員從起跳到落地的過程中其重心位置是否變化？提示：變化。（三）深化提升1．對重力的理解(1)產生：重力是由于地球的吸引而產生的，但由于地球自轉的影響，重力一般不等于地球對物體的引力。與引力相比，重力大小稍微小一些(兩極除外)，方向稍微偏一些(兩極和赤道除外)。(2)大小：G＝mg，同一物體的重力隨所處緯度的升高而增大，隨海拔高度的增大而減小。(3)方向：豎直向下，除了赤道和兩極，豎直向下并不是指向地球的球心。2．重心的性質及確定方法(1)重心的特點：重心是重力的等效作用點，并非物體的其他部分不受重力作用。(2)重心的位置及決定因素①位置：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外，如圖甲、乙所示。②決定因素a．物體質量分布情況。b．物體的形狀。(3)重心位置的確定方法①質量分布不均勻、形狀不規則的物體，重心與物體的形狀、質量分布情況均有關，如圖丙所示。②質量分布均勻、形狀規則的物體的重心在其幾何中心上，如圖丁所示。③形狀不規則的薄形物體，可用懸掛法或支撐法來確定重心，如圖戊所示。3.易錯提示對物體重心的三點注意(1)重力作用于整個物體，重心是重力的等效作用點，不是重力的真實作用點。(2)重心不是物體上最重的一點，也不一定在物體的幾何中心。(3)重心在物體上的相對位置與物體的位置、放置狀態及運動狀態均無關。知識點二：力的圖示與力的示意圖（一）梳理要點1．力的圖示：用有向線段來表示力。(1)有向線段的長短(嚴格按標度畫)表示力的大小。(2)箭頭表示力的方向。(3)箭尾或箭頭表示力的作用點。2．力的示意圖：只用帶箭頭的有向線段來表示力的方向和作用點，不需要準確標度力的大小。（二）啟發思考力的圖示和力的示意圖都能表示物體的受力情況，但二者在具體對物體進行分析時又有所不同。如圖描述的是“三毛”拉車的情景。問題1仔細觀察并思考甲、乙兩圖中力的表示分別采用了哪種方式？提示：甲是力的圖示；乙是力的示意圖。問題2力的圖示和力的示意圖在表示力時有什么不同？提示：力的圖示能精確表示力的三要素；力的示意圖只能表示力的作用點和方向，粗略地表示力。問題3平時我們在對物體受力分析時，一般采用什么方式？提示：力的示意圖。（三）深化提升1．兩種方式的比較項目力的圖示力的示意圖定義為了更形象、直觀地表達力，可以用一根帶箭頭的線段表示力的大小、方向和作用點，這種表示力的方法叫作力的圖示只畫出力的方向和作用點，表示物體在這個方向受到了力，這種粗略地表示力的方法叫作力的示意圖畫圖步驟(1)選定標度(用某一長度表示一定大小的力)(1)無須選標度(2)從作用點開始沿力的方向畫一線段，根據選定的標度及力的大小按比例確定線段的長度(2)從作用點開始沿力的方向畫一適當長度的線段即可(3)在線段的末端畫出箭頭，表示方向(3)在線段的末端畫出箭頭，表示方向示例2．兩點說明(1)一個物體受多個力作用，作力的圖示時須選用同一標度，線段長度與力的大小成正比，而力的示意圖只是粗略地表示物體在某個方向受到力，表示力的線段長度與力的大小大致對應即可。(2)高中階段分析物體受力時，如無特殊說明，作出力的示意圖即可。知識點三：彈力的分析與計算（一）梳理要點1．形變：物體在力的作用下形狀或體積發生的變化。2．彈力：發生形變的物體，要恢復原狀，對與它接觸的物體產生的力。3．彈力的方向(1)壓力和支持力的方向：都跟接觸面垂直，指向被壓或被支持的物體。(2)繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向。4．胡克定律(1)彈性形變：物體在發生形變后，撤去作用力能夠恢復原狀的形變。(2)彈性限度：如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫作彈性限度。(3)胡克定律：在彈性限度內，彈簧發生彈性形變時，彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比，即F＝kx。(4)勁度系數：其中k為彈簧的勁度系數，單位為牛頓每米，符號是N/m，勁度系數是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量。（二）啟發思考圖甲為杯子靜止在桌面，圖乙中是彈簧被拉長后使小車運動起來。問題1圖甲中杯子放在桌面上，桌面發生形變了嗎？通過什么方式可以觀察？提示：發生了形變；用放大法可以觀察到微小的形變。問題2圖乙中小車由靜止到運動，是什么因素使小車的運動狀態發生了變化？提示：被拉伸的彈簧在恢復原狀過程中給小車一個拉力作用。問題3如何計算甲、乙兩圖中彈力的大小？提示：甲圖中可根據力的平衡計算；乙圖中可利用某一瞬時的彈簧形變量，結合胡克定律計算。（三）深化提升1．彈力有無的判斷方法條件法形變比較明顯：根據是否同時滿足①相互接觸、②發生彈性形變來判斷例如，圖中①彈性繩與手直接接觸，②彈性繩與手都發生形變，所以手與彈性繩之間一定存在彈力假設法形變不明顯：例如，圖中斜面是光滑的，若去掉斜面，小球和細線的狀態依然不變，所以小球不受斜面的支持力，只受細線的拉力和重力3．彈力的方向(1)彈力方向的分析：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發生形變的外力的方向相反。(2)判斷彈力方向的步驟明確產生彈力的物體→找出使該物體發生形變的外力方向4．彈力大小的計算(1)對胡克定律F＝kx的理解①公式中x是彈簧的形變量，即彈簧的伸長量或壓縮量，注意不是彈簧的長度。②彈簧的勁度系數由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數等因素決定。③Fx圖像是一條過原點的傾斜直線(如圖所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數k④彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx。(2)計算彈力大小的兩種方法①公式法：利用公式F＝kx計算，適用于彈簧、橡皮筋等物體的彈力的計算。②二力平衡法：若物體處于靜止狀態，物體所受彈力與物體所受的其他力應為平衡力，可根據其他力的大小確定彈力的大小。5.規律總結幾種常見彈力的方向三、課堂小結回歸本節知識，自我完成以下問題：1．重力是怎樣產生的？重力的表達式怎樣，方向如何？提示：重力是由地球的吸引而產生，重力的大小G＝mg，方向豎直向下。2．物體的重心位置與哪些因素有關？提示：物體重心的位置與物體的形狀和質量分布有關。3．發生形變的物體對與其接觸的物體產生了什么影響？彈力產生的條件是什么？彈力的方向和大小與哪些因素有關？提示：發生形變的物體對與其接觸的物體產生了力的作用，兩物體直接接觸且發生形變是產生彈力的條件；彈力的方向與受力物體形變的方向有關；彈力的大小跟形變的大小有關，形變越大，彈力越大，形變消失，彈力也消失。4．彈簧彈力的大小與彈簧伸長量或壓縮量有什么關系？提示：彈簧彈力大小與彈簧伸長量或壓縮量成正比。四、拓展觀察微小形變的巧法——放大法1．物體的形變按形變量的大小可分為兩類(1)明顯形變：如彈簧、橡皮條等，這類形變很容易觀察和測量。(2)微小形變：如不可伸長的細線、輕質硬桿、硬的物體(或接觸面)等。2．對于微小形變，由于形變非常微小，難以直接觀察到，可以用放大法觀察。下面舉兩例說明：(1)光學放大法觀察桌面的微小形變①裝置：如圖甲所示，在一張桌子上放兩個平面鏡M1和M2，讓一束光依次被兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點P。②原理：用力F壓桌面，桌面發生微小的形變，引起光線在平面鏡上入射角的變化，同時反射角也發生改變，經兩次反射后，即兩次光學放大，光點的位置在墻上發生明顯的改變。③結論：a．用力壓桌面，觀察到墻上光點的位置會向下移動，力越大，光點下移的越多，說明桌面發生了微小形變，力越大，桌面的形變量越大；b．撤去外力，光點回到原來的位置，說明桌面恢復原狀。(2)力學放大法觀察玻璃瓶的微小形變①裝置：如圖乙所示，把一個扁玻璃瓶(橫截面為橢圓形或矩形)裝滿水(為了更好地觀察水面的升降，可在水中滴入紅墨水)，瓶口用中間插有細管的瓶塞塞上，細管上系上細線用以標記水面位置；用手按壓玻璃瓶壁，細管中的水面就會上升或下降；松開手，水面回到原處。②原理：由于液體的體積一定，即橫截面積與高度的乘積一定，由ΔV＝S·Δh可知用細管的“小橫截面積”放大“液面的升降”。③結論：a