重心——双轨怪坡
重心
——双轨怪坡教学目的：
通过本节课的学习让学生知道地球上的一切物体都会受到地球吸引力的作用这个力就是重力，认识物体的重心，并且通过实验了解质量均匀、形状规则的物体的重心的位置，通过制作双轨怪坡理解其运动原理，培养学生生活中的观察思考能力，提高动手能力。
教学目标：
1、让学生了解重力的相关知识掌握重心的概念。
2、让学生掌握物体运动趋势跟重心之间的关系。
3、学生在教师的指导下，制作双轨怪坡并理解双轨怪坡的运动原理。
教学重点：
1、认识物体的重心——将各部分受到的重力看似集中于一点，这一点就叫
做物体的重心。
2、简单了解质量均匀、形状规则物体的重心位置。
3、让学生知道“物体在重力作用下，重心都有向下运动的趋势，使其重心
不断降低”。
教学难点：
理解双轨怪坡的运动原理。
教学用具：
教师用具：橡皮泥、易拉罐、铅笔、木板、正方形或长方形硬纸卡。
学生用具：梯形的底座1个∕人，实心插片1个∕人，带2孔的插片1个∕人，塑料棒2个∕人，玻璃球1个∕人。
课时安排：
80分钟
课堂流程：
一、情境导入：(5分钟)
师：大家都听过：“人往高处走，水往低处流。”这句话，那么你们知道为什么水总是从高处往低处流吗？
生：地球吸引力······
师：对了，大家说得很对，是因为受到地球吸引力的影响，那么，你们见过“车往坡上滑”的奇观吗？
生：······
师：今天我们就来制作一个“怪坡”来体会一下！
生：······
师：大家想一下，如果我们在一个斜坡上滚动一个小球，那小球是怎么运动？从哪滚向哪？
生：从高的地方滚向低的地方······
师:：没错，这是自然现象，可是，我们今天要制作的怪坡怪就怪在小球可以从坡度低的地方滚向坡度高的地方，你们相信吗？
生：······
师：好，今天，我们就来学习相关的科学知识，然后一起来制作这个“怪坡”
二、课程讲解：（35分钟）
【教师演示实验一】（5分钟）
师：我们都知道，水会往低处流，大家都说是因为地球吸引力的作用，那么大家来看老师手里的这张纸卡，（示意），如果我把这张纸卡拿到空中松手，纸卡会怎么样？
生：往下掉/掉到地上······
师：为什么？
生：也是因为地球有吸引力······
师：（总结学生发言）地球上的一切物体都会受到地球吸引力的作用这个力就是——重力。大家知道，任何物体都会受到重力的作用，如果我想用一只手指撑起这张纸卡，谁有好的办法？找一个同学试一试啊！
生：把手指顶住纸卡的中间······
师：（老师示范）那么，物体的各部分受到的重力集中于一点，这一点就叫做——物体的重心。大家可以看到，纸卡的重心位置恰好是它的？
生：中间/中心······
师：纸卡在往下掉的时候我们都知道是受到重力的作用，那么，它的重心呢？也是往下移动着。
师：那么，是任何物体的中心都是它的重心吗？
生：······
师：（将一块橡皮泥粘在纸卡的上面）大家再来用一只手指顶起来试试？
生：不在中心了/不在中间了······
师：因为老师加了一块橡皮泥所以呢，整个物体就不是规则的了，那么我们要了解的是质量均匀、形状规则的物体它的重心位置大多数都在中心。
总结：本实验旨在让学生掌握重力及重心的定义，对于物体重心的位置让学生了解即可。
【教师演示实验二】（10分钟）
师，（把橡皮泥捏成小球，把它牢牢地粘在易拉罐的内侧面，位置正好在易拉罐的中间部位，在相对的地方用铅笔在罐外面标好。找几本书摞起来，把一块光滑的木板斜放在书上，形成一个斜坡。）此部分为课前准备，老师上课时需讲解制作步骤，可让学生回家动手操作。
师：大家看，接下来我把易拉罐内有橡皮泥的一侧向上，放在斜坡的底部松手，奇怪的现象发生了。大家观察。（老师演示）
生：易拉罐滚上来了！······
师：易拉罐神奇的滚到了斜坡上方。大家想一想是怎么回事······
生：······
师：所有的物体都会被一股力量拉往地球中心的方向，这就是物体的重力。任何物体都有重力，物体重力最集中的地方就是物体的重心。在这个实验中，橡
皮泥改变了易拉罐的重心，是重力把易拉罐拉上了斜坡。
师：那么，我们今天知道了物体的重心，也了解了规则物体的重心位置，为了让大家更形象直观的看到并理解物体往高处爬的奇观，我们来一起制作今天神奇的“双轨怪坡”吧！
总结：本实验意图是让学生看到这样神奇的现象，并不是要让学生一定掌握物体重心如何改变作用如何，了解即可。
三、动手实践：（30分钟）
师：我们一起熟悉下双轨怪坡有哪些配件，1
个梯形的底座，一个实心插片，一个带2孔的插片，
2根塑料棒，1个玻璃球。把它们整齐的摆在桌子上，
都摆整齐了吗？
生：摆整齐了。
师：好，接下来，我们一起来制作双轨怪坡。
制作流程：
1、将梯形底座有凹槽的一面朝上放置，
2、将两根塑料棒从实心插片穿到空
再将实心插片插在梯形底座较长的一心插片中。
边上，空心插在较短的一边上。
3、调节两塑料棒之间的距离，发现玻璃球从低端滚向高端。
制作双轨怪坡完成后，让学生操作，看看小球是如何运动的，找出双轨怪坡的运动原理。
温馨提示：
1.操作双轨怪坡时，控制好两根木条的角度。
2.制作时注意长塑料棒不要让孩子拿着互相玩，注意安全。
四、科学原理：（5分钟）
师：双轨怪坡制作完成了，同学们想一想，为什么会有这样神奇的现象呢？
生：······
师：我们来一步一步观察，首先，告诉老师，我们这个小球的重心在哪里？
生：在球的中间，里面······
师：很好，小球的重心呢，就是球的球心，我们再来看小球在轨道上是如何运动的，当我们分开两轨道的时候，玻璃球会往高处滚动。靠拢两轨道时，玻璃球会往低处滚动。事实上，由于重力的作用，物体的重心都有向下运动（落下或滚下）的趋势，（回忆一下我们扔下的书，）使其重心不断降低。由于斜坡上两轨道不平行且有一定夹角，因此玻璃球在斜坡低处时的重心比在斜坡高处时的重心高，所以玻璃球就会在重力作用下由斜坡的低处向高处滚动，形成“怪坡”现象。但实际，小球并没有违背自然规律，它还是受到重力的作用从高的地方往下滚动使其重心下降。
总结：学生需要知道小球的运动轨道，虽然现象是从低处滚向高处，但实际上是由重心高的地方滚向重心低的地方，没有违背自然规律。
五、总结延伸：（5分钟）
1、知识竞赛
师：今天我们通过制作双轨怪坡学习了有关重心的知识，谁来给大家说说，什么叫做重力？
生：地球上的一切物体都会受到地球吸引力的作用这个力就是——重力。
师：那重心呢？
生：物体的各部分受到的重力集中于一点，这一点就叫做——物体的重心。
师：是说所有的物体重心都在中心位置吗？
生：质量均匀、形状规则的物体它的重心位置大多数都在中心。
师：物体在受到重力的作用下移时重心的变化？
生：重心也是从高处移向低处。
师：谁来给大家说说我们双轨怪坡的原理，为什么会有这样的现象？
生：当我们分开两轨道的时候，玻璃球会往高处滚动。靠拢两轨道时，玻璃球会往低处滚动。事实上，由于重力的作用，物体的重心都有向下运动（落下或滚下）的趋势，使其重心不断降低。由于斜坡上两轨道不平行且有一定夹角，因此玻璃球在斜坡低处时的重心比在斜坡高处时的重心高，所以玻璃球就会在重力作用下由斜坡的低处向高处滚动，形成“怪坡”现象。但实际，小球并没有违背自然规律，它还是受到重力的作用从高的地方往下滚动。
总结：本节课制作比较简单，学生需掌握重力及重心的定义，掌握双轨怪坡的原理。
2、课后探索
当玻璃球滚动到接近轨道中间位置时，将两轨道慢慢向里收拢，玻璃球滚动到轨道最高处时会发生什么情况？
知识链接：
旅游谜地
你想体验一下“上坡轻松、下坡费劲”的奇妙感觉吗?你想目睹一下“车往坡上滑、水往高处流”的奇异景观吗?那么，不妨到世界各地的“怪坡”去“潇洒走一回”，看看大自然的神奇造化。
辽宁“怪坡”——最早被发现的“怪坡”，位于辽宁省沈阳市新城子区清水台镇周家村东北方的寒坡岭。一辆面包车途经此地，司机下车小歇；回来时发现熄火的面包车已自行从坡底“滑行”到了坡顶。在这条长约90米、宽约15米、坡度为1.85度的“怪坡”上，坡道平坦，两边长满小草，并无任何异常现象。但就在这“怪坡”上，汽车下坡必须加大油门，而上坡即使熄火也可到达坡顶；骑自行车，下坡要使劲蹬，上坡却要紧扣车闸；人行坡上，也是上去省力，下来费劲。
山东“怪坡”——济南市东南外环路也有一段“怪坡”，引来人们竞相探奇。当时，有人驾车途经外环路省经济学院以南约1.5公里处一段下坡路时，驶过下坡的汽车一旦熄火，竟又慢慢地自动爬上了坡。不少人闻讯赶来，目睹了同一现象：几辆汽车驶到坡底，车与车相距1.2米，熄火；结果，汽车均“倒行逆驶”，缓慢地爬上坡去。
原因：世界怪坡之谜引起了科学家们的关注，多次进行科学实验。结果表明：在“怪坡”上，越是质量大的物体，越是容易发生自行上坡的奇异现象。如此“怪坡”效应，自然使游客、探险家和科学工作者产生了浓厚的兴趣，先后提出了“重力异常”、“视差错觉”、“磁场效应”、“四维交错”、“黑暗物质”和“飞碟作用”、“鬼怪作祟”、“失重现象”、“黑暗物质的强大万有引力”和“UFO 的神秘力量”……各种解释，众说纷纭，却难以使人信服。“怪坡”，依然成为人们竞相前往探奇的“旅游谜地”。
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