重力勢能-公開課教案

1、7.5 重力勢能【教材分析】“重力勢能”是下節(jié)“機械能守恒定律”的知識基礎，是本章的一個重要知識點。本節(jié)進述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關系。由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學時最好能結合一些實例，從功能關系、能量轉化的角度分析，解開學生的困惑，為下節(jié)講機械能守恒定律及能量轉化和守恒定律做好準備?！緦W生分析】1高一學生認識事物的特點是：開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片、視頻畫面來支持。2學生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段要定量的學習重力勢能及體驗建立過程。3學生已學習了功的概念和計算方

2、法。通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化，通過彈性力做功來判斷彈性勢能的變化?！窘虒W目標】1、知識與技能1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算.來源:Zxxk.Com2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關.3.知道重力勢能的相對性.4.了解彈性勢能.2、過程與方法1.根據(jù)功和能的關系，推導出重力勢能的表達式.2.學會從功和能的關系上解釋和分析物理形象.3、情感、態(tài)度與價值觀滲透從對生活中有關物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣.【重點難點】重點：重力勢能的的概念及重力做功跟重力勢能改變的關系。難點：重力勢能的相對性、重力勢能

3、變化的絕對性。 實例分析重力做功特點通過實例探究WG=-EP關系總結提升練習反饋彈性勢能初步了解經(jīng)歷探究過程得出EP=mgh結合生活理解EP=mgh視頻引入復習重力勢能概念【教學流程】教師活動學生活動設計意圖一、視頻引入，激發(fā)興趣 雪崩我們看到一個冰天雪地、廣袤無垠的銀色世界，它帶給人們是圣潔、平和、寧靜的感受，一種心靈的洗滌。但是一旦大量積雪從高處滑下形成雪崩。一面面白茫茫的雪墻排山倒海而來，你將感受到大雪崩所帶來最令人驚心動魄的白色恐懼，將對人們的生命與財產(chǎn)帶來災難。為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？是因為它們具有潛在能量。只要一有機會，就會通過做功把這種能量釋放出來。我們將這種能量叫

4、重力勢能。我們初中的時候學過重力勢能，那它是怎么定義的呢？定義：地球上的物體由于處于一定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢能。用EP表示。二、教學過程（一）重力勢能第一層次：探究EP=mgh程序一：提出問題：重力勢能的大小與什么因素有關？程序二：建立假設師：同學們可以根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，大膽提出自己的假設，并且說明你的理由。程序三：檢驗假設實驗定性檢驗：觀看視頻結論：同一高度的物體：質量越大，重力勢能越大；質量相同的物體：高度越高，重力勢能越大。在物理學中我們用EP來表示重力勢能，那EP具體是怎么計算的呢？理論定量推導如圖所示，小球做自由落體運動，由動能定理WG=mgh=mg(h1

5、h2)=mgh1mgh2= ; 功是能量轉化的量度，做功的過程就是能量轉化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉化。重力做了多少功，就有多少重力勢能發(fā)生了轉化，重力勢能等于動能即EP=，所以重力勢能EP=mgh程序四：得出結論：EP=mgh即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。有了重力勢能的定量表示，重力做功WG=mgh1 -mgh2= Ep1 - Ep2 第二層次：理解EP=mgh主要采取講授式標矢性：標量 單位：焦耳（J）相對性：Ep與參考平面（零勢能面）的選擇有關系統(tǒng)性：重力勢能為地球與物體所共有的，重力勢能具有系統(tǒng)性。為了敘述方便，可以說成是某一物體的重力勢能。相對性的教學 2005年我

6、國公布世界第一高峰-珠穆朗瑪峰海拔高度的最新測量結果為8844.43米 ；某同學的身高1.75m. 問：他們分別以什么平面作為起始高度來計算的？師生討論：確定高度需要零高度參考平面的必要性。物體具有的重力勢能mgh，高度是相對的，所以重力勢能也是相對的，計算重力勢能之前需要先選定參考平面，參考平面的高度為零，重力勢能也為零。例： 如圖，質量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m請按要求填寫下表(g=10m/s2)結論：選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同對一個確定的過程，WG和EP與參考面的選擇無關（二）重力做功與重力勢能的改變上述例題中，

7、小球由A點運動到B點，重力做正功還是負功，重力勢能怎么變化？讓小球從B點運動到A點，重力做正功還是負功，重力勢能怎樣變化？ 總結：重力做正功時，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功；重力做負功時（物體克服重力作功），重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功。（三）重力做功和物體運動路徑的關系（1）重力做功的特點 如圖2，讓學生寫出幾種情況下，物體從AC，重力做的功：圖C是物體沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖B的結論可以得出，重力做功也為mgh。結論：重力做功只跟它的起點和終點的位置（高度差）有關，與物體運動的路徑無關。（四）、彈性勢能（據(jù)課時情況，可

8、以讓學生自學）生活中還有一些物體既沒有運動也沒有很大的高度卻同樣“儲存”著能量，哪怕它只是孩童手里的玩具（圖片：彈弓）。張緊的弓一撒手就會對箭支做功改變它的動能，松弛的弓有這樣的本領嗎？同樣是弓前者具有能量而后者沒有，那么什么情況下物體才具有這種能量呢？張緊的弓在恢復原狀的過程會對外做功，但是拉斷的弓還能有做功的本領嗎？1定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。2彈性勢能的大小與哪些因素有關呢？3、勢能由相互作用的物體的相對位置決定的能量。重力勢能：由地球和物體間相對位置決定。彈性勢能：由發(fā)生形變的各部分的相對位置決定。(五).反饋練習1. 物體在運動過程中，克服重力做功50J，

9、則( ) A重力做功為50J B物體的重力勢能一定增加50J C物體的重力勢能一定減少50J D重力做功為-50J2、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量( ) A.都具有不同的數(shù)值 B.都具有相同的數(shù)值 C.前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值 D.前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值 3.質量是50kg的人沿著長L=150m、傾角為30的坡路走上土丘，重力對他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力勢能增加了多少？（g取10m/s2）解析：重力對人做的功為WG = mgLcos 120 = 5010150(0.5)J = 3.751

10、04J人克服重力所做的功為3.75104J由WG= Ep得： 重力勢能增加了3.75104J（六）課堂小結一、重力勢能1、物體的重力勢能等于它所受的重力與所處高度的乘積。即：2、重力勢能是標量，單位是焦耳（J）二、重力做功與重力勢能變化的關系WG = mgh1 - mgh2= Ep1 Ep2重力所做的功只跟初位置的高度h1和末位置的高度h2有關，與物體運動的路徑無關。三、重力勢能的相對性（七）課后作業(yè)：課本P119 （2）（5）物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。高度有關；質量有關。海平面；地面。重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加。A：WG=mgh B：WG=mgscos =mgh C：W1=