2020-2021學年高中物理 第八章 2 重力勢能教案 新人教版必修2

1、2020-2021學年高中物理 第八章 2 重力勢能教案 新人教版必修22020-2021學年高中物理 第八章 2 重力勢能教案 新人教版必修2年級：姓名：- 6 -重力勢能在復(fù)習初中掌握的重力勢能有關(guān)知識的基礎(chǔ)上，進一步根據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢能的計算公式，并通過實例分析，理解重力勢能的相對性、正負含義等，并能準確地計算重力勢能值【物理觀念】樹立能量觀念：理解重力勢能的概念,知道重力做功與路徑無關(guān)；掌握重力做功與重力勢能變化的關(guān)系；【科學思維】在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結(jié)果分析法，體會用“實驗法”和“理論推導(dǎo)”相互驗證問題的方法?！究茖W探究】對實例進行

2、研究,推導(dǎo)出重力勢能的表達式，然后通過計算歸納得出重力做功與重力勢能變化的關(guān)系【科學態(tài)度與責任】從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，激發(fā)學生探索自然規(guī)律的興趣。【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(guān)系。【教學難點】重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。ppt【新課導(dǎo)入】初中我們已經(jīng)定性地學習了重力勢能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。這一節(jié)我們來進一步定量地研究重力勢能。你認為重力勢能的表達式應(yīng)該是怎樣的呢？【新課講授】一、重力做的功設(shè)一個質(zhì)量為m的物體，從與地面高度為h1的位置a，豎直向下運動到高度為h2的位置b（圖8.2-1甲），這

3、個過程中重力做的功是wgmghmgh1mgh2再看另一種情況。質(zhì)量為m的物體仍然從上向下運動，高度由h1降為h2，但這次不是沿豎直方向，而是沿著一個斜面向下運動到b，再水平運動到b（圖8.2-1乙）。物體沿斜面運動的距離是l，在這一過程中重力做的功是wg（mgcos）lmghmgh1mgh2從b沿水平方向運動到b的過程中，重力不做功。物體沿曲面滑下時重力做的功假設(shè)這個物體沿任一路徑由高度是h1的起點a，運動到高度是h2的終點b，如圖。我們把整個路徑分成許多很短的間隔aa1，a1a2，a2a3，由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一段傾斜的直線。設(shè)每段小斜線的高度差分別是h1，h2，h3，則物

4、體通過每段小斜線時重力所做的功分別為mgh1，mgh2，mgh3，物體通過整個路徑時重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和，即wgmgh1mgh2mgh3mg(h1h2h3+)mghmgh1mgh2分析表明，物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)。也就是說，只要起點和終點的位置不變，不論物體沿什么路徑運動，重力所做的功都相同。功等于物體所受的重力跟起點高度的乘積mgh1與跟終點高度的乘積mgh2兩者之差。wg=mgh1-mgh2二、重力勢能我們把mgh叫作物體的重力勢能，常用ep表示，即epmgh重力勢能也是標量，其單位與功的單位相同，在國際單

5、位制中都是焦耳，符號為j。1j1kgms2m1nm重力做的功與重力勢能的關(guān)系可以寫為wgep1ep2其中ep1表示物體在初位置的重力勢能，ep2表示物體在末位置的重力勢能。當物體由高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少，即wg0，ep1ep2當物體由低處運動到高處時，重力做負功，重力勢能增加，即wg0，ep1ep2嚴格說來，重力勢能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的三、重力勢能的相對性1.物體的高度 h 總是相對于某一水平 面來說的，實際上是把這個水平面的高度取做 0。因此，物體 的重力勢能也總是相對于某一水平面來說的，這個水平面叫 做參考平面。在參考平面，

6、物體的重力勢能取做 0。2.選擇哪個水平面做參考平面，可視研究問題的方便而定。 通常選擇地面為參考平面。3.選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數(shù)值是不同的， 但這并不影響問題的研究，因為在與重力勢能相關(guān)的問題 中，有價值的是勢能的差值，而選擇不同的參考平面對這個 差值沒有影響。4.對選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力 勢能也是正值；下方物體的高度是負值，重力勢能也是負值。 負值的重力勢能，表示物體在這個位置具有的重力勢能比在 參考平面上具有的重力勢能要小。以二樓的地面作為參考平面，二樓房間里 a 處的物體具有正的重力勢能，一樓房間里 b 處的物體具有負的重力勢能。四、彈性勢能拉長或

7、壓縮的彈簧、卷緊的發(fā)條、拉開的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐竿跳高運動員手中彎曲的竿，等等，這些物體都發(fā)生了彈性形變，每個物體的各部分之間都有彈力的相互作用。發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫作彈性勢能。彈性勢能跟形變的大小有關(guān)系。例如，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)。被拉伸或壓縮的長度越長，恢復(fù)原狀過程中對外做的功就越多，彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)越大，彈簧恢復(fù)原狀過程中對外做的功就越多因而彈簧的彈性勢能就越大。勢能也叫位能，與相互作用的物體的相對位置有關(guān)重力勢能是由地球和地面上物體的相對位置決定的；彈性勢能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對位置決定的。我們以后還會學到其他形式的勢能。上節(jié)課中學習了功的計算方法，學