定义 物体由于地球的吸引而受到的力,方向竖直向下,大小与质量成正比。
从哪来 建立在“质量概念”之上。质量是物体所含物质的多少,是物体本身的属性;重力则是地球对具有质量的物体产生的相互作用力,二者通过 $G=mg$ 建立联系。
为什么 地球具有巨大的质量,根据万有引力原理,地球会对周围空间内的物体产生吸引力。这种吸引力表现为重力。因为地球是球体,指向地心的方向在局部范围内近似为“竖直向下”。重力的大小取决于物体质量($m$)和当地的重力加速度($g$),公式为 $G=mg$。
生活体验法
让学生用力扔出一个球,观察球最终落回地面。提问:“为什么球不飞走,而是落回地面?”引导学生意识到地球在“拉”着它。再让学生抱着一袋米和一袋盐,感受重量不同,引出“质量越大,重力越大”。
适合:形象思维强、对抽象公式抗拒、喜欢动手操作的学生。
逻辑推导法
从“质量”定义出发,强调质量是物质多少。引入牛顿万有引力定律的简化版:力与质量成正比。展示实验数据表格(不同质量的钩码对应的弹簧测力计读数),让学生计算 $G/m$ 的比值,发现比值恒定(约 $9.8$),从而归纳出 $G=mg$。
适合:逻辑思维强、喜欢数据规律、擅长归纳总结的学生。
类比模型法
将地球比作一个巨大的“磁铁”(非磁性,仅类比吸引力),物体是“铁屑”。强调“吸引”是双向的,但地球质量太大,我们感觉不到地球被物体拉得动,只感觉到物体被地球拉下来。重点区分“向下”(指向地心)和“竖直向下”(垂直于水平面)。
适合:空间想象力一般、容易混淆方向概念、需要直观模型辅助理解的学生。