高一物理力学重力教案和相关例题
一、教学目标
1. 掌握重力的产生原因及其大小、方向、单位及近似取值。
2. 掌握重力加速度的分布规律及其变化特点。
3. 掌握重力做功与重力势能变化的关系。
二、教学重点和难点
1. 重力的产生原因及重力的大小、方向、单位。
2. 重力做功与重力势能变化的关系。
三、教学过程
1. 重力的产生原因：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2. 重力的大小：
(1)公式：G=mg(g是比例系数，与地理位置有关，$g = 9.8m/s^{2}$近似取$10m/s^{2})$。
(2)重力近似取值：中学生的体重很小，可近似认为物体重力的大小等于其质量的大小，即$G = mg$。
3. 重力的方向：竖直向下。
4. 重力与运动的关系：重力是改变物体运动状态的原因之一。当物体受到的重力增大(减小)时，物体的运动状态(速度)将发生改变。
5. 重力加速度的分布规律及其变化特点：重力加速度随纬度的增加而增加；重力加速度向两极附近倾斜，向赤道附近较小；重力加速度随高度的增加而减小，但变化很小。
6. 重力做功与重力势能变化的关系：
(1)关系：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的变化量等于重力做的功。$(W = - \bigtriangleup E_{p})$。
(2)重力势能具有相对性：物体的重力势能由参考平面、零势能点和物体所在高度决定。同一物体相对于不同的参考平面有不同的重力势能。
7. 解题例题分析：
例一：质量为$m$的小球从高为$H$处自由下落，到达地面时速度大小为$v$，设空气阻力恒为$f$，则下列说法正确的是()
A.小球受到的重力大小为$mg$
B.小球受到的重力方向总是竖直向下
C.小球克服阻力所做的功为$fH$
D.小球对地面的压力大小为$\frac{mg + f}{v^{2}}$
解析：小球受到的重力大小为$mg$，方向竖直向下，故A正确，B错误；由动能定理得：$- (mg + f)H = 0 - \frac{1}{2}mv^{2}$，解得小球克服阻力所做的功为$fH$，故C正确；小球对地面的压力与地面对小球的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，由题意无法判断地面对小球的弹力大小，故D错误。
答案：AC
例二：质量为$m$的小球从光滑斜面顶端由静止释放，已知斜面长为$L$，高为$\frac{h}{2}$，斜面的倾角为$\theta $，小球滑到底端的过程中，求：
(1)重力做的功；
(2)小球到达斜面底端时的动能；
(3)小球到达斜面底端时的速度大小。
解析：$(1)$由几何关系可知：$h = \frac{L\sin\theta}{2}$，则重力做的功为：$W_{G} = mgh = \frac{mL\sin\theta}{2}$；
$(2)$根据动能定理可知：$mgL(\theta + \sin\theta) - fs = E_{k} - 0$，解得小球到达斜面底端时的动能为：$E_{k} = \frac{mgL(\theta + \sin\theta)}{2}$；
$(3)$根据牛顿第二定律可知：$mg\sin\theta - f = ma$，解得小球到达斜面底端时的加速度大小为：$a = g\sin\theta - \frac{E_{k}}{m}$；根据速度位移公式可知：$v^{2} = 2aL = 2gL(\theta + \sin\theta)$，解得小球到达斜面底端时的速度大小为：$v = \sqrt{gL(\theta + \sin\theta)}$。
答案：(1)$\frac{mL\sin\theta}{2}$；$(2)$$\frac{mgL(\theta + \sin\theta)}{2}$；$(3)$$\sqrt{gL(\theta + \sin\theta)}$
四、小结
本节
教学目标：
1. 掌握重力的概念，理解重力的大小和方向。
2. 学会用弹簧测力计测量重力，了解重力加速度g的测量方法。
3. 理解重力的作用点——重心的概念，会找一块物体的重心。
教学重点：
重力的存在，重心的确定方法。
教学难点：
用弹簧测力计测量重力。
教学过程：
一、引入新课
1. 什么是重力？请举例说明。
2. 重力的大小和方向如何？
二、新课教学
1. 重力的方向：重力的方向总是竖直向下。解释为什么是竖直向下。
2. 重力的大小：用弹簧测力计测量重力。请学生观察实验并阅读教材，了解重力加速度g的测量方法。
3. 重心的概念：重力作用在物体上的作用点叫物体的重心。请学生用手电筒照射一个均匀的、柔软的物体（如橡皮泥），观察它的形状改变后重心如何变化。
4. 重心的位置：不同形状物体的重心位置不同。可以通过悬挂法确定一些物体（如均匀球体）的重心。
三、课堂练习
1. 完成课本上的相关练习。
2. 思考：重力加速度的大小与哪些因素有关？
四、小结
1. 重力的概念和相关公式。
2. 重心的概念和确定方法。
五、作业
1. 完成相关练习题。
2. 寻找一些不同形状的物体，尝试找到它们的重心。
高一物理力学重力教案
教学目标：
1. 知道重力、重心、重力的方向；
2. 知道重力的大小和方向；
3. 知道重力加速度随纬度和高度的变化。
教学重点：
重力的概念及重力加速度的变化。
教学难点：
对重力加速度的理解。
教学过程：
一、重力
1. 重力：由于地面附近的物体，受到地球的吸引而产生的力，叫重力。
2. 重心的位置：物体的重力总是作用在物体上的一点，叫重心。重心位置与物体的形状和质量分布有关。形状规则、质地均匀的物体，重心在其几何中心。如均匀木球的重心在球心；均匀铁球的重心在其球心。形状不规则的物体可用悬挂法确定其重心位置。
二、重力的大小和方向
1. 重力的大小：与物体的质量关系：$G = mg$；单位是牛顿（N）。
2. 重力的方向：竖直向下（即垂直于当地的水平面）。它可以用磁北方向来确定。
三、重力加速度的变化
1. 赤道附近，地球表面附近物体的重力加速度较小；两极附近，地球表面附近物体的重力加速度最大。
2. 随纬度的增加，重力加速度增大。赤道上的重力加速度小于两极上的重力加速度。随着离地面高度的增加，重力加速度减小。在离地面一定高度处，重力加速度等于零。这是太空人要穿特制的服装（内充液态氢）的原因之一。
例题分析：
例一：一物体在地球表面重为36N，它在月球表面受到月球对它的引力约为地球引力的六分之一，求物体在月球表面受到月球的引力是多少？
分析：物体在地球表面和月球表面受到的引力是不同的，因为它们所依据的万有引力公式中引力常数不同。但它们都遵循万有引力公式。因此，只要知道物体的质量，再求出它在不同星球表面所受的引力，就可求出该星球的质量。
解：已知物体在地球表面所受引力为$F = 36N$，物体的质量为$m = \frac{G}{g} = \frac{36}{10}kg = 3.6kg$；物体在月球表面所受引力为$F\prime = \frac{1}{6}F = \frac{1}{6} \times 36N = 6N$。
例二：一架飞机水平匀速飞行时，从飞机上每隔1s释放一个物体，共释放20个物体，如果不计空气阻力，则（ ）
A. 这20个物体都落在地面上同一点B. 这20个物体都落在地面上离释放点不同高度的同一点C. 地面上的观察者看到这些物体在空中排成一条抛物线D. 地面上的观察者看到这些物体分布在以释放点为圆心的一个圆形的轨迹上
分析：由于惯性，物体具有与飞机相同的速度，因此这些物体应在同一抛物线上；由于它们从飞机上同时释放，在空中运动的时间又相同，因此它们在空中排列成一条竖直线。由于它们均做平抛运动，因此它们的运动轨迹应是一个抛物线。由于释放的物体质量不等，因此它们的落地时间不同，但它们在空中的排列情况却是一样的。
解：A、由于惯性，物体具有与飞机相同的速度，因此这些物体应在同一抛物线上；由于它们从飞机上同时释放，在空中运动的时间又相同，因此它们在空中排列成一条竖直线；故AB错误；C正确；D、由于释放的物体质量不等，因此它们的落地时间不同，它们在空中的排列情况却是一样的．故D错误．故选C．