什么是重力？

【设计思路】先探索远距离作用之间的相似处与不同处，将在远距离的各种作用之间建构类比，目的是让学生明白尽管情形相似，但是对物体起作用或者材料的性质是不同的，引出重力的概念与特性。

【学习目标】能够把重力的影响同磁力或者静电的影响区分开来，它们都是“远距离作用”，在所产生的影响上是相似的。

实验一  磁力的远距离作用

【实验目的】探究磁铁对物体的远距离作用特性

【实验器材】扭力杆、磁铁、小球（铜球、铝球、木球、铁球、泡沫球）

扭力杆、小球和作用物

【预测猜想】用磁铁某一端慢慢靠近（但不接触）扭力杆某一端的小球，每一种情况下扭力杆会发生什么变化。如果你认为扭力杆会转动，请说明它会朝向磁铁还是背向磁铁。

靠近铜球时，扭力杆会——————————————————

靠近铝球时，扭力杆会——————————————————

靠近木球时，扭力杆会——————————————————

靠近铁球时，扭力杆会——————————————————

靠近泡沫球时，扭力杆会——————————————————

【思考讨论】简要解释你是如何判断哪一个会转动以及朝什么方向转动的？如果某一个不转动，请你谈谈你为什么认为不转动？

【实验验证】将磁铁缓慢靠近第一个装置中的一个铜球，然后逐一试过所有装置中的球。

【实验现象】尽管大部分金属具有一定的磁性，但是只有铁球能够受到磁铁的影响。其他材料的小球没有受到影响。

【实验结论】磁铁能够远距离作用于物体，只有含铁的物质受到磁力的影响。

实验二  静电力的远距离作用

【实验目的】探究静电力对物体的远距离作用特性

【实验器材】扭力杆、小球（铜球、铝球、木球、铁球、泡沫球）、带有静电的塑料杯子（把塑料杯子在头发上摩擦）、不带静电的杯子（把带电的杯子吹 潮湿的气）

A组实验

【预测猜想】用带静电的塑料杯子慢慢靠近（但不接触）扭力杆某一端的小球，每一种情况下扭力杆会发生什么变化。如果你认为扭力杆会转动，请说明它会朝向磁铁还是背向磁铁。

【思考讨论】简要解释你是如何判断哪一个会转动以及朝什么方向转动的？如果某一个不转动，请你谈谈你为什么认为不转动？

【实验验证】将带静电的杯子缓慢靠近第一个装置中的一个铜球，然后逐一试过所有装置中的球。

【实验现象】每个小球都被吸引到杯子上。

【实验结论】静电能够远距离作用于物体，且对任何物体都能起作用。

B组实验

【预测猜想】用不带静电的塑料杯子（把实验A中的杯子用手攥着，吹潮湿的气，确保杯子不带静电）慢慢靠近（但不接触）扭力杆某一端的小球，每一种情况下扭力杆会发生什么变化。如果你认为扭力杆会转动，请说明它会朝向磁铁还是背向磁铁。

【思考讨论】简要解释你是如何判断哪一个会转动以及朝什么方向转动的？如果某一个不转动，请你谈谈你为什么认为不转动？

【实验验证】将不带静电的杯子缓慢靠近第一个装置中的一个铜球，然后逐一试过所有装置中的球。

【实验现象】不带静电的塑料杯子对各种小球没有产生任何影响。

【实验结论】静电力可以去除，不带静电的物体对其他物体没有影响。

实验三 磁力能否像静电力一样去除？

【实验目的】磁力能否向静电力一样去除？

A组实验

【实验步骤】将磁铁用手攥着慢慢靠近（但不接触）扭力杆某一端的小球。

【预测猜想】每一种情况下扭力杆会发生什么变化。如果你认为扭力杆会转动，请说明它会朝向磁铁还是背向磁铁。

【实验现象】磁铁还是只吸引铁球。

【实验结论】磁力不能像静电一样去除，磁铁还是只吸引铁球。

B组实验

【实验步骤】将磁铁擦过头发，慢慢靠近（但不接触）扭力杆某一端的小球。

【预测猜想】每一种情况下扭力杆会发生什么变化。如果你认为扭力杆会转动，请说明它会朝向磁铁还是背向磁铁。

【实验现象】磁铁还是只吸引铁球。

【实验结论】磁铁摩擦过头发不带有静电力，还是只吸引铁球。

【实验总结】由实验一和实验二比较得出结论：磁铁和带静电的物体是相似的，它们都能够不接触其他物体而产生影响，这就是“远距离作用”。但是它们又是有区别的，磁铁影响含有铁的材料，但是带静电的物体几乎影响任何材料做成的物体。电荷可以去除，而磁铁的影响不能去除。

实验三 重力的远距离作用

【实验目的】探究重力对物体的远距离作用特性

【实验器材】扭力杆、2个相同的盛满水的塑料瓶、2个相同的装有沙子的沙箱

重力转矩平衡

【预测猜想】此实验与磁铁情境（实验一）和电荷情境（实验二）有哪些相同和不相同的地方？此实验中，两箱沙子会不会引起瓶子移动？

【思考讨论】瓶子会不会移动？如何能用更精确的方式来探测？

【实验验证】将一小面镜子放在带有瓶子的米尺棒中间，将一束光打到镜子上，反射回来的一个光点发生了移动。

【思考讨论】光点发生了移动，说明了什么问题？

【实验现象】镜子反射回来的光点发生了移动，说明米尺棒发生了扭转，盛有沙子的箱子和盛水的瓶子之间有引力。

【实验结论】任何有质量的物体都会吸引任何有质量的另一个物体，重力也是远距离作用的，因为一切物体都有质量且不能去除，所以重力根本不能去除。

四、实验总结

从以上三个实验中，总结比较三种不同的远距离作用：

比较总结 比较总结

五、课堂总结

这三种远距离作用的力在环境中无处不在，即使是空洞无物的空间。我们总结出，它们三个都是“远距离作用”，但是他们作用于不同材料的物体。在一定条件下，有些作用我们可以使之产生或者消失（例如攥住塑料杯子）但迄今为止，我们不能使重力消失。事实上，有些重力是使行星保持在它们的轨道上和使尘埃和气体在宇宙中聚到一起形成星体的一种力。