高一物理《重力勢能》教案

1、課 題 重力勢能課 型新授課教 學 目 標知識與技能 1理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算 2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過程與方法 用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程情感、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 教學重點、難點教學重點 重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系教學難點 重力勢能的相對性教 學 方 法 探究、講授、討論、練習教 學 手 段cai教學課件，視頻展示臺。教 學 活 動新課導入我們來回顧幾個定義。1、 功的

2、定義是什么？2、做功和能量存在怎樣的關系？能量改變的途徑有做功和熱傳遞。所以說，當有力做功時，必然伴隨著某種能量的變化?？梢哉f：功是衡量能量變化多少的量度。3、什么是重力？4、什么是勢能？在第一節(jié)中講到：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。運動的物體有做功的本領，物體由于運動而具有的能量就是動能。水力發(fā)電站就是利用水的動能，沖擊水輪機并帶動發(fā)電機轉動而發(fā)電。那么，大家是否注意到：幾乎所有的水力發(fā)電站都有高高的攔河大壩？（幻燈片：三峽大壩）這是為什么呢？大家初中已經(jīng)學過重力勢能了，物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。我們來看一下更多的與重力勢能有關的例子。投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創(chuàng)

3、設問題情景，激發(fā)學生興趣。（展示圖片一：）這是一幅美國內華達州亞利桑那隕石坑圖片。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為3050米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(tnt)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾?？梢?，有些重力勢能在自然界中的能量是巨大的。（展示圖片二：）這幅圖片說的是2002年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少100人失蹤。由以上資料可知，重力

4、勢能與我們的生活有密切關系。我們只有認識自然，才能更主動的改造自然。今天這節(jié)課我們將深入地學習重力勢能知識及其應用。新課教學創(chuàng)設情境（1）如果分別在三個同學上方懸掛一個氣球，籃球，鐵球，大家說這三位同學在下面坐著會有什么感受？為什么在氣球籃球下方的不擔心？這個情景說明了什么？這三個球有不同的能量，它們有不同程度的做功的本領，而且這種本領還與某種因素有關。（2）不同高度的籃球砸到兩個同學身上，哪個同學感覺更疼？處于不同高度的兩個籃球，他們的做功的能力也不同，說明這種做功的本領還與另一種因素有關。物體由于被舉高而具有的能量是重力勢能，所以這里不同程度的做功本領指的就是各個球的重力勢能。那有以上我們

5、的分析，大家想一下影響重力勢能的因素是什么？我們已經(jīng)定性地知道重力勢能與質量和高度有關，那到底是什么樣的關系，或者說，重力勢能的表達式是什么，下面我們來定量的研究一下重力勢能的表達式。一、 探究重力勢能的表達式我們要從哪里入手研究呢？功是衡量能量變化多少的量度，那我們可以通過研究做功來探究重力勢能。那么要探究重力做功，就要研究重力做功。分析物體的下落過程。1、物體豎直下落。wgmghmgh1mgh22、物體沿傾斜直線下落。wgmgl cosmghmgh1mgh23、物體沿曲線下落。wgmgh1mgh2mgh3 mghmgh1mgh2以上三種情況，三種不同的路線，相同的初末位置，結果重力所做的功

6、相同。這說明的重力做功的什么特點？我們以上三種情況所得的重力做功的結果為mgh，這個mgh是一個具有重要意義的物理量。為什么它有特殊意義呢？一方面，重力做功為mgh，另一方面，mgh隨高度的變化而變化，符合重力勢能的特征。因此，我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能。二、重力勢能1、定義：重力勢能ep的定義：物體處于一定的高度而具有的能量。即ep= mgh 2、重力勢能的單位 ：焦耳（j）3、重力勢能是矢量還是標量4、重力勢能是狀態(tài)量還是過程量？我們從重力做功出發(fā)得出了重力勢能的表達式，ep= mgh，則重力所做的功wgmgh1mgh2就可以表示為wg = ep1 - ep2 。等式的左邊是重力

7、所做的功，等式右邊是重力勢能的一個差值。物理中的增量都是用末態(tài)減去初態(tài)，所以ep2 ep1= ep由此可得重力做功與重力勢能變化量之間的關系為wg = ep1 - ep2 = - ep三、重力做功與重力勢能變化量之間的關系wg = ep1 - ep2 = - ep練習一： 塔吊把一質量為200kg的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為h2=3m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速下降呢？(g=10m/s-2)結論：重力做正功，重力勢能減小。練習二： 塔吊把一質量為200kg的物體，從距地面高為h1=3m的高度勻速運到高為h2=10m的地方，重力做了多少功

8、？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速上升呢？(g=10m/s-2)結論：重力做負功，重力勢能增大重力做功wg(正、負）重力勢能ep（增加、減少）重力做功和重力勢能變化的關系(大小)物體上升負增加物體克服重力所做的功等于重力勢能的增加。物體下降正減少重力所做的功等于重力勢能的減小腦筋急轉彎：人從五樓窗臺上跳下來，為什么平安無事？五樓窗臺相對于五樓地板來說，高度不高；相對于窗外的地面來說，則很高。這個說明了高度是不是絕對的？也就是說高度有相對性，高度的相對性決定了重力勢能的相對性。我們知道，相對于地球來說，地球同步衛(wèi)星是靜止的，而相對于太陽來說，他是運動的，那到底他是靜止還是運動，我們沒法說

9、。所以這就需要選取參考系。以地球為參考系，他就是靜止，以太陽為參考系，它就是運動的。重力勢能也是這樣的，我們選取一個參考平面，參考平面的選取是任意的。在參考平面上的物體重力勢能為零。在參考平面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值。在參考平面下方的物體的高度是負值，重力勢能也是負值。（幻燈片：計算不同參考系下的各點的重力勢能，及重力勢能的變化量）結論：重力勢能與參考系的選取有關，但重力勢能的變化量ep與參考系的選取無關，與高度差有關五、重力勢能的相對性 嚴格說來，重力勢能是地球和物體所組成的這個物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習慣簡化

10、的說法。 課堂訓練 1，關于重力勢能的幾種理解，正確的是( ) a.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功 b.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零 c.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等 d相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但并不影響研究有關重力勢能小結1.重力勢能的表達式：ep=mgh 2.重力勢能是標量，si制中，單位為：焦耳（j） 3.重力勢能是狀態(tài)量。 4.重力勢能具有相對性參考平面 5.重力勢能的差值具有絕對性。 6.重力做功的特點只與始末位置有關，與路徑無關。 7.重力做功與重力勢能變化的關系： 重力做正功，重力勢能減?。?重力做負功，重力勢能增

11、大。8.重力勢能是物體和地球共有的 這節(jié)課內容不多但是非常重要，關鍵是如何研究勢能，以后有關勢能的學習，都可以從這節(jié)課的學習方法中得到借鑒例如分子勢能，彈性勢能，特別是電勢能的研究，更有很多類似的地方，所以這節(jié)課一定要加以重視對于勢能的學習，應該緊緊抓住力做功和對應勢能的變化展開在這一節(jié)中，圍繞重力做功和重力勢能的變化展開，知道重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共同具有的，這一點學生往往容易忽略知道重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化量是不變的所有這些知識，學生可能一時掌握不了，在今后的學習中還要注意逐步滲透 【布置作業(yè)】學 生 活 動功等于力乘以力的方向上通過的距離。物體由于地球吸引而受到的力。為了提高水位，水位被提高的水具有很高的重力勢能。重力勢能轉化為動能發(fā)電。上方掛鐵球的同學最害怕球掉下來。從更高處落下的那個球。質量，高度。重力做功與物體運動的路徑無關，只跟它的起點和終點的位置有關。標量狀態(tài)量計算重力做功為 wg=mg(h1-h2)=14000j wg=ep1-ep2=mgh1-mgh2=14000j重力勢能減少了14000j重力做功為： wg=mg(h1-h2)=14000j wg=ep1-ep2=mgh1-mgh2=14000j重力勢能增加了14000j學生總結待添加的隱藏文字內容3向里跳到五