北师大版(北京)（2024）第七章 物体间的相互作用第三节 重力表格教案

这是一份北师大版(北京)（2024）第七章 物体间的相互作用第三节 重力表格教案，共9页。教案主要包含了10分钟，15分钟，答案解析，一、什么是重力，二、重力大小，三、重心，四、应用，五、一句话总结等内容，欢迎下载使用。
学科
初中物理
年级册别
八年级全册
共1课时
教材
北师大版（北京）
授课类型
新授课
第1课时
教材分析
教材分析
本节课是“物体间的相互作用”单元中的核心内容之一，聚焦于“重力”的概念、方向、大小关系及实际应用。教材通过生活现象引入，引导学生从观察中归纳出重力的存在与特征，逐步建立科学概念。内容逻辑清晰，由现象→概念→规律→应用层层递进，体现了物理学科“从生活中来，到生活中去”的基本理念。同时，教材融合了实验探究（重力与质量关系）、图示分析、公式推导与跨学科联系（如建筑中的重垂线），有助于培养学生科学思维与实践能力。
学情分析
八年级学生正处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键阶段，对重力有直观的生活体验，如球落地、水下落等，但缺乏系统认知。他们能感知“向下”，却难以理解“竖直向下”与“垂直向下”的区别。部分学生受“重物会自然下沉”等前概念影响，可能误认为重力是物体自身属性而非地球吸引所致。此外，学生尚未掌握测量工具的使用技巧和数据处理方法，对比例关系的理解存在困难。因此，教学中需借助真实情境、可视化实验与对比活动，突破思维误区，强化科学观念。
课时教学目标
物理观念
1. 能说出重力的概念及其施力物体，理解重力是由地球吸引而产生的力。
2. 能描述重力的方向总是竖直向下，并能用重垂线验证其方向性。
科学思维
1. 能通过实验数据分析重力与质量的关系，归纳出G=mg的定量关系。
2. 能运用公式进行简单计算，解决生活中的实际问题，如体重换算、限重判断等。
科学探究
1. 能设计并完成“探究重力与质量关系”的实验，记录数据并绘制图表。
2. 能根据实验结果提出猜想，结合图像分析得出正比关系，提升数据处理能力。
科学态度与责任
1. 能关注重力在建筑工程、交通管理中的实际应用，体会科技对社会安全的重要意义。
2. 能反思“无重力世界”的想象，增强对自然规律的敬畏之心与科学责任感。
教学重点、难点
重点
1. 理解重力是由地球吸引而产生的力，方向为竖直向下。
2. 掌握重力大小与质量成正比的关系，会使用公式G=mg进行计算。
难点
1. 区分“竖直向下”与“垂直向下”的差异，理解其在不同平面下的指向。
2. 通过实验数据建立重力与质量的正比关系，克服学生对“比例”概念的认知障碍。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法
教具准备
弹簧测力计、钩码若干、天平、细线、重垂线模型、多媒体课件、投影仪
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入：寻找“看不见的力”
【5分钟】
一、创设真实情境，引发认知冲突
（一）、播放视频片段：篮球投掷后下落、小朋友滑梯下滑、跳远运动员腾空后落地
1. 教师提问：“同学们，你们有没有注意到一个共同的现象？无论是投出去的篮球、滑下的孩子，还是起跳的运动员，最终都怎么样了？”
2. 引导学生回答：“都会落回地面。”
3. 继续追问：“为什么它们不会一直飞上去，也不会飘在空中？是谁在‘拉’着它们往下掉？”
4. 播放一段慢镜头视频：一个苹果从树上掉落，强调“没有任何外力推动，它依然下落”。
5. 出示：“投向空中的篮球总会落到地面，水总是由高处流向低处，树上掉下来的苹果也总会落向地面……为什么地面附近的一切物体在没有其他物体支撑时总会落到地面呢？”
6. 教师小结：“这背后隐藏着一种看不见的力——重力。今天我们就来揭开它的神秘面纱。”
二、初识重力：从现象到概念
（一）、蹦床弹跳者、跳远运动员、滑梯上的儿童
1. 教师引导学生观察画面中人物的运动轨迹：
- “被蹦床弹到高处的运动员，最高点在哪里？之后怎么运动？”
- “起跳后的跳远运动员，离开地面后是否继续上升？最后怎样？”
- “从滑梯上滑下的小朋友，速度越来越快吗？为什么会这样？”
2. 学生讨论后回答：
- “都先上升再下降”
- “始终在往地面靠近”
- “因为有向下的力在拉他”
3. 教师板书关键词：“所有物体最终都落向地面”
4. 引入概念：“这种由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。”
5. 板书：重力 = 地球对物体的吸引力（符号：G）
6. 强调：“重力不是物体自身的性质，而是地球施加的力。”
7. 提问：“如果地球上没有重力，我们的生活会变成什么样？”
8. 鼓励学生自由发言，如：“人会漂浮、东西乱飞、喝水都难”等。
9. 教师总结：“重力是我们赖以生存的基础，没有它，世界将混乱不堪。”
1. 观看视频，思考问题。
2. 描述现象并表达想法。
3. 听讲并记录关键信息。
4. 参与讨论，发表观点。
评价任务
现象识别：☆☆☆
概念理解：☆☆☆
思维发散：☆☆☆
设计意图
以真实生活情境切入，激活学生已有经验，制造认知冲突，激发探究兴趣；通过多角度观察与讨论，帮助学生从感性认识到理性概括，初步构建“重力”概念框架，培养科学质疑精神。
探究发现：重力的方向到底朝哪？
【10分钟】
一、实验探究：用悬挂法验证重力方向
（一）、演示实验：轻软细线悬挂重物
1. 教师手持一根细线，一端系住一个金属小球，另一端固定在铁架台上。
2. 让学生观察静止时细线的走向，提问：“细线是斜的吗？还是直的？”
3. 强调：“当小球静止时，细线自然下垂，形成一条直线。”
4. 在黑板上画出该直线，并标注“重力方向”
5. 教师指出：“这条下垂的线，就是重力的方向——竖直向下。”
6. 用重垂线检查墙面是否竖直。
7. 提问：“为什么古人要用‘垂绳视正’来检验墙体？”
8. 学生回答：“因为重垂线总指向地心方向，可以作为标准参考。”
9. 补充说明：“我国宋代《营造法式》中记载‘垂绳视正’，正是利用重力方向进行建筑校准。”
10. 追问：“如果把装置放在倾斜的桌面上，细线还会竖直吗？”
11. 教师现场操作，展示细线仍保持竖直状态，即使桌面倾斜。
12. 小结：“无论物体如何放置，重力方向始终是竖直向下的，不随物体位置改变。”
二、辨析概念：竖直向下 ≠ 垂直向下
（一）、对比演示：水平面与斜面
1. 在讲台上放置一块木板，先水平放置，再倾斜约30度。
2. 分别在两个位置挂上重垂线，让学生观察两次细线的方向。
3. 提问：“两次细线的方向一样吗？都指向哪里？”
4. 引导学生发现：“虽然木板变了，但细线始终保持竖直向下。”
5. 教师画出两个平面，分别标出“垂直方向”和“竖直方向”
6. 解释：“垂直向下”是指相对于某个表面的法线方向，而“竖直向下”是指指向地心的方向，是绝对的。
7. 举例：“站在山坡上，你感觉‘向下’是沿着坡度，但真正的重力方向仍是竖直的。”
8. 总结：“我们说重力方向‘竖直向下’，不是‘垂直于地面’，而是‘指向地心’。”
1. 观察实验现象。
2. 记录细线方向变化。
3. 参与讨论，理解“竖直”与“垂直”的区别。
4. 举手回答问题。
评价任务
方向判断：☆☆☆
概念辨析：☆☆☆
知识迁移：☆☆☆
设计意图
通过动手实验与对比演示，让学生亲历“重力方向”的确定过程，打破“重力垂直于支持面”的错误认知；结合历史典籍与现实案例，深化对“竖直向下”科学含义的理解，发展空间思维与批判性思维。
实验探究：重力与质量的关系？
【15分钟】
一、分组实验：探究重力与质量的关系
（一）、明确实验任务与步骤
1. 教师讲解实验要求：“我们将通过测量不同质量的物体所受重力，找出两者之间的规律。”
2. 展示实验器材：弹簧测力计、钩码（每枚100g）、天平、细线、记录表。
3. 强调操作规范：
- 弹簧测力计使用前要调零；
- 悬挂钩码时动作要轻，避免晃动；
- 读数时视线应与指针齐平；
- 保证每个钩码质量准确。
4. 发放实验记录表，指导填写“质量”“重力”两列。
5. 分组安排：每4人一组，分工明确：
- A：负责调节弹簧测力计；
- B：负责悬挂钩码；
- C：负责读数并记录；
- D：负责整理数据并汇报。
6. 实验开始前，教师示范一次完整流程：
- 用天平称量一个钩码质量（0.100kg）；
- 用细线悬挂钩码，待稳定后读取弹簧测力计数值（约0.98N）；
- 填写表格，重复三次取平均值。
二、数据收集与分析
（一）、各组开展实验，教师巡视指导
1. 学生分组操作，依次测量1个、2个、3个、4个钩码的重力。
2. 教师巡视，提醒注意读数准确性，纠正错误操作。
3. 收集各组数据，汇总至大屏幕（或白板）
4. 引导学生观察数据：
- “随着质量增加，重力是否也在增大？”
- “重力增大的幅度是否与质量成比例？”
5. 教师提问：“请看这些数据，你能发现什么规律？”
6. 学生交流后回答：“重力随质量增大而增大。”
7. 教师引导计算：
- 0.1kg → 0.98N → G/m = 9.8 N/kg
- 0.2kg → 1.96N → G/m = 9.8 N/kg
- 0.3kg → 2.94N → G/m = 9.8 N/kg
8. 得出结论：“物体所受重力与其质量成正比。”
9. 引入公式：G = mg
10. 介绍单位：G（牛，N），m（千克，kg），g（牛/千克，N/kg）
11. 说明：g ≈ 9.8 N/kg，粗略计算可取10 N/kg。
12. 举例计算：
- “一个50kg的同学，他的重力是多少？”
- “若某物重19.6N，它的质量是多少？”
13. 教师板书解题过程：
G = mg = 50kg × 9.8N/kg = 490N
m = G/g = 19.6N / 9.8N/kg = 2kg
1. 分工合作，完成实验操作。
2. 读数并记录数据。
3. 分析数据，寻找规律。
4. 参与公式推导与例题解答。
评价任务
操作规范：☆☆☆
数据分析：☆☆☆
公式应用：☆☆☆
设计意图
通过小组合作实验，让学生亲身经历“提出问题—设计方案—收集数据—分析规律—建立模型”的完整科学探究过程，培养动手能力与团队协作意识；通过数据计算与公式推导，实现从经验到理论的跃迁，落实科学思维核心素养。
拓展应用：从课本走向生活
【10分钟】
一、综合应用：解决实际问题
（一）、情境任务1：体检中的“体重”真义
1. 教师提问：“学校体检常说‘你的体重是50公斤’，这里的‘体重’指的是什么？”
2. 学生思考后回答：“是质量。”
3. 教师纠正：“严格来说，物理中的‘体重’是指重力大小，单位是牛顿。所以应该说‘你的质量是50千克’。”
4. 布置任务：“请大家计算自己的体重（重力）。”
5. 学生计算：G = mg = 50kg × 9.8N/kg = 490N
6. 举例：“你每天背的书包重10斤（5kg），它的重力是49N。”
二、情境任务2：桥梁限重标志牌解读
（一）、限重20吨标志牌
1. 提问：“这个标志表示允许车辆总质量不超过多少？”
2. 学生回答：“20吨。”
3. 追问：“那允许的最大重力是多少牛？”
4. 引导学生转换单位：20t = 20,000kg
5. 计算：G = mg = 20,000kg × 9.8N/kg = 196,000N
6. 教师强调：“为了安全，必须确保总重力不超过196,000牛。”
7. 类比：“相当于约2万个小学生同时站在桥上！”
三、情境任务3：月球上的重力挑战
（一）、阅读材料：月球引力约为地球的1/6
1. 教师出示问题：“一名航天员连同装备在月球上受到的引力约为145N，求其质量（取g=10N/kg）。”
2. 引导学生思考：“月球上重力小，但质量不变。”
3. 解题：由G = mg → m = G/g = 145N / 10N/kg = 14.5kg
4. 结论：“该航天员连同装备的质量约为14.5千克。”
5. 说明：“质量是物质多少的量度，不会因地点改变而变。”
1. 理解“体重”本质。
2. 计算自身重力。
3. 解读限重标志。
4. 完成月球重力计算。
评价任务
知识迁移：☆☆☆
应用计算：☆☆☆
跨域理解：☆☆☆
设计意图
将课堂所学延伸至日常生活与科技前沿，增强学习的现实意义；通过真实问题驱动，训练学生运用公式解决复杂情境的能力，提升科学态度与社会责任感。
总结升华：重力之思·责任之重
【5分钟】
一、回顾知识体系，构建思维导图
（一）、师生共同梳理知识点
1. 教师提问：“今天我们学到了哪些关于重力的知识？”
2. 学生逐一回答：
- 重力是地球对物体的吸引力，符号G
- 方向总是竖直向下，可用重垂线验证
- 大小与质量成正比，G = mg
- g ≈ 9.8N/kg，粗略取10N/kg
- 重心是重力的作用点，常用于受力分析
3. 教师在黑板上用图形方式构建思维导图：
- 中心：重力
- 分支1：定义与来源（地球吸引）
- 分支2：方向（竖直向下）
- 分支3：大小（G=mg）
- 分支4：应用（建筑、交通、航天）
4. 强调：“重力虽小，却维系着万物运行秩序。”
二、情感升华：从物理到人生
（一）、哲理启发
1. 教师语：“就像重力让一切归位，我们也需要有一种内在的‘重力’——那就是责任。”
2. 提问：“如果你是工程师，你会如何对待一座桥的设计？如果你是学生，如何对待每一次作业？”
3. 引导学生感悟：“每一个选择都像一道‘力’，决定我们人生的‘方向’。”
4. 结束语：“愿你们心中有‘重力’，脚下有力量，未来行稳致远。”
1. 回忆并复述核心知识点。
2. 参与思维导图构建。
3. 体会科学背后的哲学意义。
评价任务
知识整合：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
语言表达：☆☆☆
设计意图
通过结构化总结，帮助学生形成系统认知；借助哲理类比，实现从物理知识到生命价值的升华，落实科学态度与责任素养，完成课程育人目标。
作业设计
一、基础巩固
1. 填空题：
（1）重力是由于_________对物体的吸引而产生的力，其方向总是_________。
（2）物体所受重力的大小与它的质量成_________，公式表示为_________。
（3）g的单位是_________，读作_________，一般取值为_________
2. 判断题：
（1）重力的方向总是垂直于地面。（ ）
（2）质量越大，重力越大，所以重力是物体自身属性。（ ）
（3）在月球上，同一物体的质量会减小。（ ）
3. 单项选择：
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 重力就是地球的引力，二者完全相同。
B. 重力的方向是竖直向下的，与地面是否水平无关。
C. 重力的大小只与质量有关，与其他因素无关。
D. 重力的单位是千克（kg）。
二、综合应用
4. 一名同学的质量为55kg，求他受到的重力大小（g取9.8N/kg）。
5. 一辆汽车的总重力为294,000N，求它的总质量（g取9.8N/kg）。
6. 图7.3-8所示的限重标志牌，若一辆卡车总质量为18吨，请判断它是否可以通行？请说明理由。
7. 一位宇航员在火星上测得自己所受的重力为1500N，已知火星上重力加速度约为3.7N/kg，求其质量。
8. 请画出一个静止在水平桌面上的铅球的受力示意图，标明力的名称和方向（提示：重力作用在重心上）。
【答案解析】
一、基础巩固
1. （1）地球；竖直向下；（2）正比；G=mg；（3）牛每千克；9.8N/kg；10N/kg
2. （1）×；（2）×；（3）×
3. B
二、综合应用
4. G = mg = 55kg × 9.8N/kg = 539N
5. m = G/g = 294,000N / 9.8N/kg = 30,000kg = 30t
6. 18t < 20t，可以通行。理由：质量未超过限重标准。
7. m = G/g = 1500N / 3.7N/kg ≈ 405.4kg
8. 画图要点：铅球下方画一个竖直向下的箭头，标注“G”；在球心画出，表示重力作用点。
板书设计
[主标题：重力]
【一、什么是重力】
→ 地球吸引 → 力 → 符号：G
→ 方向：竖直向下（重垂线验证）
【二、重力大小】
→ G = mg
→ g = 9.8N/kg（≈10N/kg）
→ 例：50kg → 490N
【三、重心】
→ 重力作用点 → 几何中心（规则物）
→ 受力示意图：画在重心上
【四、应用】
→ 体检：质量 ≠ 体重（重力）
→ 桥梁：限重20t → G≤196,000N
→ 月球：1/6引力 → 质量不变
【五、一句话总结】
“重力虽无形，却定万物归处；责任虽无声，却塑人生方向。”
教学反思
成功之处
1. 以“生活现象+实验探究+跨域应用”为主线，贯穿整堂课，学生参与度高，思维活跃。
2. 实验环节设计合理，分组明确，有效培养了学生的动手能力与合作意识。
3. 通过重垂线、限重标志、月球重力等真实情境，实现了知识从课本到生活的无缝衔接。
不足之处
1. 部分学生对“竖直向下”与“垂直向下”的区分仍存在模糊认识，需后续加强练习。
2. 个别学生在公式计算中忽略单位换算，如吨与千克的转换，需强化基础训练。
3. 情感升华部分时间较短，部分学生未能充分内化“责任”这一深层价值。