資源簡介

3.1《 重力》課時教案
學科 物理 年級冊別 高一上冊 共1課時
教材 粵教版高中物理必修第一冊 授課類型 新授課 第1課時
教材分析
教材分析
本節內容選自粵教版高中物理必修第一冊第三章第一節《重力》，是力學部分的基礎性內容，具有承上啟下的作用。在學習了運動的描述之后，學生開始從“為什么這樣動”的角度探究力的作用，而重力是最常見、最直觀的一種基本相互作用。教材通過生活實例引入重力概念，闡述其大小、方向和作用點，并介紹重心的概念及其確定方法，為后續彈力、摩擦力及牛頓運動定律的學習奠定基礎。內容結構清晰，注重從現象到本質的科學思維引導。
學情分析
高一學生已具備一定的生活經驗，對“物體下落”“重量”等有直觀感受，但尚未建立系統的物理概念。他們剛接觸高中物理，抽象思維能力正在發展，對矢量、受力分析等仍感陌生。部分學生易將“質量”與“重力”混淆，對“重心”理解停留在幾何中心層面。此外，學生合作探究意識較強，但科學表述能力有待提升。因此，教學中需借助實驗觀察、情境創設和小組討論，幫助學生突破認知障礙，構建準確的物理圖景。
課時教學目標
物理觀念
1. 理解重力的產生原因是地球對物體的吸引，掌握重力的三要素：大小G=mg、方向豎直向下、作用點在重心。
2. 能區分質量與重力，知道重力加速度g的物理意義及其在地球不同位置的變化規律。
科學思維
1. 通過分析自由落體、懸掛物體等現象，歸納出重力的方向特征，發展歸納推理能力。
2. 運用等效替代思想理解重心概念，能判斷簡單規則物體重心位置，并嘗試估算不規則物體的重心。
科學探究
1. 經歷“探究重力大小與質量關系”的實驗過程，學會使用彈簧測力計測量重力，記錄數據并繪制圖像。
2. 在實驗中控制變量，分析誤差來源，提升實驗設計與數據分析能力。
科學態度與責任
1. 在實驗操作中養成實事求是、嚴謹細致的科學態度，尊重實驗數據。
2. 認識重力在日常生活、工程建設中的廣泛應用，增強將物理知識服務于社會的責任意識。
教學重點、難點
重點
1. 重力的三要素（大小、方向、作用點）的理解與應用。
2. 重力與質量的關系G=mg的理解與簡單計算。
難點
1. 重心概念的理解，特別是不規則物體重心的確定方法。
2. 區分“豎直向下”與“垂直向下”，理解重力方向的實際指向——地心附近。
教學方法與準備
教學方法
情境探究法、實驗探究法、講授法、合作學習
教具準備
彈簧測力計、鉤碼組、細線、鐵架臺、不規則薄板（帶孔）、重錘線、多媒體課件
教學環節 教師活動 學生活動
情境導入，感知重力存在
【5分鐘】 一、創設真實情境，激發認知沖突 （一）、播放視頻：宇航員在空間站漂浮行走
教師播放一段國際空間站內宇航員失重狀態下自由漂浮的視頻片段，畫面中筆、水滴、食物都懸浮在空中。隨后切換至地球表面：蘋果從樹上掉落、雨滴垂直落下、書本放在桌面上……
提問引導：“同樣是這支筆，在太空中可以飄著，在地球上卻會掉下來？是什么力量讓它‘非落不可’？這種力量來自哪里？”
讓學生自由發言，鼓勵聯系生活經驗表達看法。有的學生會說是“地球吸的”，有的說“因為它有重量”。教師順勢引出課題：“沒錯，正是地球對我們周圍萬物的吸引力，構成了我們今天要深入研究的一種基本力——重力?！?br/>（二）、講述伽利略比薩斜塔實驗的歷史故事
教師深情講述：“四百多年前，意大利科學家伽利略站在比薩斜塔頂端，同時釋放兩個質量不同的鐵球。當時人們普遍相信重的物體下落更快，但他用實驗證明：它們幾乎同時落地。這一擲，不只是扔下了兩個球，更是砸碎了千年迷思，開啟了近代物理學的大門。他所研究的，正是重力作用下的運動規律。今天我們也將像伽利略一樣，去探索重力的秘密。” 1. 觀看視頻，對比太空與地球的現象差異。
2. 思考并回答教師提出的問題。
3. 傾聽歷史故事，感受科學探索精神。
4. 明確本節課學習主題——重力。
評價任務 現象觀察：☆☆☆
問題回應：☆☆☆
興趣激發：☆☆☆
設計意圖 通過對比極端情境（失重vs有重），引發學生強烈認知沖突，激活已有經驗；結合科學史實，營造探究氛圍，體現物理的人文價值，使抽象概念具象化、歷史化，增強課堂感染力。
實驗探究，建構重力三要素
【18分鐘】 一、探究重力大小與質量的關系 （一）、布置實驗任務，明確操作規范
教師展示實驗器材：彈簧測力計、一組已知質量的鉤碼（50g、100g、150g、200g）。講解彈簧測力計的使用方法：使用前調零、視線正對刻度、待示數穩定后讀數。
提出探究問題：“重力的大小可能與什么因素有關？如何驗證？”引導學生猜想可能是質量，并設計實驗方案。
分發實驗記錄表，要求學生以小組為單位，依次掛上不同數量的鉤碼，測量其所受重力，記錄m（kg）與G（N），并在坐標紙上描點作圖。
（二）、巡視指導，促進深度參與
教師在學生實驗過程中巡回觀察，重點關注：
1. 是否正確使用儀器，避免倒拉或超量程；
2. 數據記錄是否真實、及時，單位是否統一；
3. 小組成員分工是否合理，是否人人參與操作與記錄。
對于出現明顯誤差的小組，引導其反思原因：“是不是彈簧測力計沒調平？有沒有晃動影響讀數？”
待大多數小組完成數據采集后，邀請三組代表將他們的(G-m)圖像投影展示。
（三）、數據分析，提煉物理規律
引導全班觀察圖像特征：“大家發現這些點大致分布在一條什么樣的線上？這條線經過原點嗎？”學生回答“過原點的直線”。
進一步追問：“這說明重力G與質量m之間存在怎樣的數學關系？”引導得出正比關系。
教師總結：“實驗表明，物體所受重力與其質量成正比，比例系數約為9.8 N/kg，我們稱之為重力加速度，用g表示。公式寫作G = mg。這個數值意味著每千克質量受到約9.8牛的重力?！?br/>補充說明：“g值并非絕對恒定，在赤道略小，兩極略大，海拔越高越小，但在一般計算中取9.8或近似為10?！?br/>二、探究重力的方向 （一）、演示重錘線實驗
教師手持一根細線，下端懸掛小重物，構成簡易重錘線。分別將其懸掛在教室不同位置（黑板旁、講臺角、學生桌邊），讓學生觀察細線的方向。
提問：“無論我把重錘線放在哪里，它的方向有什么共同特點？”學生觀察后回答“都是豎直向下的”。
再問：“‘豎直向下’是指向哪里？是地面嗎？還是地球中心？”引導學生思考方向的本質。
教師解釋：“豎直向下指的是指向地心的方向。雖然我們無法直接看到地心，但重錘線為我們提供了最可靠的參考——它總是沿著地球引力的方向延伸。”
（二）、辨析“豎直”與“垂直”
教師畫出山坡示意圖，標出一個斜坡上的物體。
提問：“如果在這個斜坡上放一個物體，它受到的重力方向是垂直于斜面向下，還是豎直向下？”
組織學生討論，利用重錘線實物進行驗證：即使放在斜面上方，重錘線依然保持豎直狀態。
強調：“重力方向始終是豎直向下，不是‘垂直’于接觸面。這是工程建筑中砌墻、鋪路必須遵循的基本準則。” 1. 分組實驗，測量不同質量鉤碼所受重力。
2. 記錄數據，繪制G-m圖像。
3. 觀察重錘線方向，歸納重力方向特征。
4. 參與討論，辨析“豎直”與“垂直”區別。
評價任務 操作規范：☆☆☆
數據準確：☆☆☆
結論歸納：☆☆☆
設計意圖 通過自主實驗獲取第一手數據，經歷“猜想—設計—操作—分析—結論”的完整科學探究過程，培養實證意識；利用重錘線這一古老而精準的工具，幫助學生建立“豎直向下即指向地心”的空間觀念，破除日常語言中“垂直”的誤導。
概念深化，理解重心內涵
【12分鐘】 一、引入重心概念 （一）、設疑引思：力的作用點在哪里？
教師舉起一本書問：“當我用手托住這本書，讓它靜止不動，我施加的支持力作用在哪個位置？書所受的重力呢？難道每一個原子都被單獨吸引？”
引導學生思考：為了方便研究，我們可以把整個物體各部分所受重力的作用效果，等效為一個點上的力，這個點就是重心。
定義：“重心是物體各部分所受重力的合力的作用點。它是重力的‘集中點’。”
二、確定規則物體重心 （一）、結合幾何知識分析
教師出示均勻材質的矩形木板、圓形薄片、球體模型。
提問：“這些形狀規則且質量分布均勻的物體，它們的重心可能在什么位置？”
學生根據對稱性推測：矩形在兩條對角線交點，圓在圓心，球在球心。
教師肯定并總結：“很好！對于質量分布均勻、形狀規則的物體，重心就在它的幾何中心?！?br/>三、探究不規則物體重心 （一）、演示懸掛法找重心
教師拿出一塊不規則形狀的薄塑料板，邊緣帶有幾個小孔。
演示步驟：
1. 選擇任意一個小孔A，用釘子穿過，將薄板懸掛起來；
2. 待其靜止后，沿懸掛線方向用鉛筆在板上畫一條豎直線AB；
3. 更換另一個小孔C重新懸掛，再次畫出豎直線CD；
4. 兩條直線的交點O即為該薄板的重心位置。
解釋原理：“每次懸掛時，重力作用線必定通過懸掛點且豎直向下。兩次懸掛得到兩條重力作用線，其交點就是唯一滿足條件的重心。”
（二）、學生實踐體驗
分發小型不規則紙板和打孔器，讓學生自行打孔并嘗試用懸掛法找出重心，標記出來。
鼓勵學生嘗試平衡實驗：用手指頂住重心位置，看能否使紙板水平平衡。“當你找到那個神奇的點，哪怕只用一根指尖，也能讓整個物體穩穩立住——這就是重心的魅力?！?1. 思考重力作用點問題。
2. 判斷規則物體重心位置。
3. 觀察懸掛法演示過程。
4. 動手實踐，尋找紙板重心。
評價任務 概念理解：☆☆☆
方法掌握：☆☆☆
動手操作：☆☆☆
設計意圖 通過設問引發學生對“作用點”的深層思考，自然引出重心的等效思想；由簡入繁，先建立規則物體的重心模型，再過渡到復雜情況，符合認知規律；動手實踐強化記憶，讓學生在“指尖平衡”的成功體驗中感受物理的奇妙與樂趣。
聯系實際，拓展應用視野
【6分鐘】 一、生活中的重力應用 （一）、列舉實例，啟發思考
教師提問：“生活中哪些地方利用了重力或需要考慮重心？”
引導學生舉例：
- 建筑工人用重錘線檢驗墻面是否豎直；
- 起重機吊裝貨物時要確保重心穩定以防傾覆；
- 自行車運動員轉彎時身體傾斜以調整整體重心；
- 拱橋結構巧妙分散壓力，依賴重力維持穩定。
播放一段雜技演員走鋼絲的視頻，強調他們手中長桿的作用不僅是調節平衡，更是通過移動重心來維持穩定。
二、科技中的重力智慧 （二）、介紹現代技術應用
教師講述：“我國FAST天眼射電望遠鏡，500米口徑的球面反射板，其每一塊面板的位置調整都必須精確考慮當地重力場的影響；航天器返回艙再入大氣層時，其氣動外形設計也必須兼顧重力與空氣阻力的協同作用。”
升華情感：“從古人用繩垂測直，到今人用重力測繪地球內部結構，人類對重力的認識不斷深化。重力不僅塑造了我們的世界，也成為我們認識宇宙的重要工具?！?1. 回憶并分享生活中的相關實例。
2. 觀看視頻，理解重心調控的重要性。
3. 傾聽講解，拓寬科技應用視野。
4. 感悟物理與生活的緊密聯系。
評價任務 舉例恰當：☆☆☆
理解遷移：☆☆☆
情感共鳴：☆☆☆
設計意圖 打通物理與生活的壁壘，讓學生意識到物理并非抽象符號，而是存在于身邊的智慧結晶；通過高科技案例激發民族自豪感，體現物理學科的社會價值與時代意義，落實立德樹人根本任務。
課堂總結，升華認知境界
【4分鐘】 一、結構化回顧核心知識 （一）、梳理知識脈絡
教師帶領學生共同回顧：“今天我們沿著伽利略的足跡，系統認識了重力這一自然界的基本力。我們明確了它的三要素：大小由G=mg決定，方向始終豎直向下指向地心，作用點位于重心；我們通過實驗驗證了重力與質量的正比關系；學會了用懸掛法尋找不規則物體的重心。”
二、升華式總結收尾 （二）、寄語未來學習者
“牛頓曾說：‘我之所以看得更遠，是因為站在巨人的肩膀上?！亓?，正是那位默默托舉著萬物的巨人。它讓江河奔流，讓星辰運轉，也讓每一個生命扎根大地。希望同學們今后不僅能用公式計算重力，更能用心感受這份來自地球母親的力量。愿你們在未來的學習中，像探索重力一樣，始終保持好奇、勇于實證、追求真理——因為真正的物理，不在課本里，而在你抬頭仰望星空、低頭觀察落葉的那一刻?！?1. 跟隨教師回顧本節知識點。
2. 理解重力的深遠意義。
3. 感受科學精神的熏陶。
4. 樹立繼續探索的信心。
評價任務 知識梳理：☆☆☆
哲理感悟：☆☆☆
情感激勵：☆☆☆
設計意圖 采用“結構化+升華式”雙重復合總結，既鞏固基礎知識體系，又提升思想境界，實現知識、能力、情感三維目標的融合統一，讓課堂在理性與詩意中圓滿落幕。
作業設計
一、基礎鞏固題
1. 關于重力的說法中，正確的是（ ）
A. 重力就是地球對物體的吸引力
B. 重力的方向總是垂直于接觸面向下
C. 重力的大小G=mg，g=9.8N/kg表示質量為1kg的物體受到的重力是9.8N
D. 物體的重心一定在物體上
2. 一名中學生的質量約為50kg，則他所受的重力約為________N。（g取10N/kg）
3. 請畫出下列物體所受重力的示意圖（用箭頭表示力，標出G）：
（1）放在水平桌面上的書本；
（2）掛在天花板上的燈泡；
（3）沿斜面下滑的小車。
二、能力提升題
4. 小明想測量一塊形狀不規則石塊的重心，請你幫他設計一個實驗方案，寫出主要步驟。
5. 查閱資料了解：為什么宇航員在空間站中處于“失重”狀態？這是否意味著他們不受地球引力作用？請簡要說明理由。
【答案解析】
一、基礎鞏固題
1. C 【解析】A項錯誤，重力是地球吸引力的一個分力；B項錯誤，重力方向是豎直向下，不一定垂直于接觸面；D項錯誤，重心可以在物體外，如圓環。C項正確。
2. 500N 【解析】G = mg = 50kg × 10N/kg = 500N
3. （1）從書本中心豎直向下畫箭頭，標G；（2）從燈泡懸掛點豎直向下畫箭頭，標G；（3）從小車中心豎直向下畫箭頭，標G。
二、能力提升題
4. 方案：采用懸掛法。步驟：①在石塊上鉆兩個小孔A、B；②將石塊通過A孔懸掛，待其靜止后，沿懸線方向畫一條直線；③換B孔懸掛，同樣畫出另一條直線；④兩條直線的交點即為重心。
5. 失重是因為空間站和宇航員都在做自由落體運動（繞地球飛行），兩者之間沒有相互擠壓，所以感覺不到重力。但他們仍然受到地球引力作用，正是這個引力提供向心力維持軌道運行。
板書設計
第三章 第一節 重力
【左側主板書】
一、什么是重力？
定義：地球對物體的吸引作用
施力物體：地球
單位：牛頓（N）
二、重力的三要素
1. 大?。篏 = mg
g ≈ 9.8 N/kg（或10）
G∝m（正比）
2. 方向：豎直向下 → 指向地心
重錘線應用
不等于“垂直向下”
3. 作用點：重心
——等效作用點
三、重心的確定
1. 規則均勻物體：幾何中心
如：球心、圓心、對角線交點
2. 不規則物體：懸掛法
原理：兩次重力作用線交點
【右側副板書】
實驗數據表（留空）
G/N m/kg G/m(N/kg)
圖像區：預留坐標系（G-m圖）
教學反思
成功之處
1. 以“太空失重”與“地球落地”的強烈對比導入，有效激發學生興趣，迅速聚焦核心問題。
2. 實驗探究環節組織有序，學生積極參與數據測量與圖像繪制，親歷科學發現過程，G=mg規律由學生自己“算出來”，印象深刻。
3. 懸掛法找重心的動手實踐環節設計巧妙，學生在“畫線—相交—標記—平衡”的操作中，直觀理解重心的物理意義，課堂氣氛活躍。
不足之處
1. 部分學生在使用彈簧測力計時仍有抖動讀數現象，實驗操作規范性需進一步加強。
2. 對“g值變化”的拓展講解略顯倉促，可增加一張全球g值分布地圖輔助說明。
3. 作業第5題涉及萬有引力初步概念，對部分學生可能偏難，應提供適當閱讀材料支持。

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