高中物理《重力勢(shì)能》教案10 新人教版必修2

1、75 重力勢(shì)能一、教學(xué)目的：1理解重力勢(shì)能的概念，會(huì)用重力勢(shì)能的定義式進(jìn)行計(jì)算2理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系知道重力做功與路徑無關(guān)3知道重力勢(shì)能的相對(duì)性4了解彈性勢(shì)能二、重難點(diǎn)：1重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系.2理解重力勢(shì)能的相對(duì)性.三、教學(xué)方法：演示實(shí)驗(yàn)、分析推理、講授討論.四、教具：輕重不同的重錘一個(gè)、木樁、沙箱、橡皮筋.五、教學(xué)過程：（一）引入新課：大家知道水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的，水是利用什么能來發(fā)電的呢？學(xué)習(xí)這節(jié)課后，我們將會(huì)了解這個(gè)問題。通過前面對(duì)功和能的關(guān)系的學(xué)習(xí)，我們知道怎樣判斷一個(gè)物體具有能量：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量。演示重錘從高

2、處落下，把木樁打進(jìn)沙箱中，說明重錘對(duì)木樁做了功，舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學(xué)舉高而具有的能量叫做重力勢(shì)能。本節(jié)課將學(xué)習(xí)重力勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)。（二）進(jìn)行新課：重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)呢？演示實(shí)驗(yàn)1：演示由質(zhì)量不同的重錘從相同高度落下，木樁被打進(jìn)沙箱的深度不同，引導(dǎo)學(xué)生分析得出：質(zhì)量越大的重錘具有的重力勢(shì)能越大。演示實(shí)驗(yàn)2：演示用同一重錘從不同高度落下，木樁被打進(jìn)沙箱的深度不同，引導(dǎo)學(xué)生得出：重錘高度越大，具有的重力勢(shì)能越大。怎樣定量地表示重力勢(shì)能呢？把一個(gè)物體舉高，要克服重力做功，同時(shí)物體的重力勢(shì)能增加。一個(gè)物體從高處下落，重力做功，同時(shí)重力勢(shì)力能減小?？梢娭亓?shì)能跟重力做功有密切關(guān)

3、系。如圖1所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)，重力所做的功為：WG=mgh=mgh1-mgh2我們可以看出WG等于mgh這個(gè)量的變化。在物理學(xué)中就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能用EP來表示。h1h2hAB圖11重力勢(shì)能（1）定義：由于物體被舉高而具有的能量。（2）重力勢(shì)能的計(jì)算式：EP=mgh.即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積。（3）重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國際單位中 都是焦耳(J)2對(duì)EP=mgh的理解：（1）式中h應(yīng)為物體重心的高度。（2）重力勢(shì)能具有相對(duì)性，是相對(duì)于選取的參考面而言的。因此在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，應(yīng)該明確

4、選取零勢(shì)面。（3）重力勢(shì)能可正可負(fù)，在零勢(shì)面上方重力勢(shì)能為正值，在零勢(shì)面下方重力勢(shì)能為負(fù)值。（4）選取不同的零勢(shì)面，物體的勢(shì)能值是不同的，但勢(shì)能的變化量不會(huì)因零勢(shì)面的不同而不同。3重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：課本圖7-16中，重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能了。重力勢(shì)能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功？重力做功有什么特點(diǎn)？討論1：物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)過程中，如果受阻力作用，重力做的功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系是怎樣的？物體下落受到阻力，只影響物體動(dòng)能的變化，不影響重力的功，重力勢(shì)能的變化只與A、B兩點(diǎn)的高度差有關(guān)。WG=mgh1-mgh2=E

5、P1-EP2.物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，減少的重力勢(shì)能沒有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。h1h2hAB圖3C討論2：若物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)后，再平移到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn)，重力做的功是多少？重力做功與重力勢(shì)能之間的關(guān)系又如何？如圖3所示。物體由B到C過程中重力不做功，重力勢(shì)能也不變化，因此物體由A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中，重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。討論3:若物體是從A點(diǎn)沿斜面滑到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn)，上述關(guān)系是否成立？設(shè)AC之間長為S，且與水平方向成角。重力做功WG=Fssin=mgh1-mgh2由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無關(guān)，只

6、跟初末位置高度有關(guān)，物體減少的重力勢(shì)能仍等于重力所做的功。討論4:物體從B點(diǎn)分別勻速、加速、減速上升到A點(diǎn)，上述關(guān)系又是如何呢？無論物體從B點(diǎn)上升到A點(diǎn)是勻速、加速、減速，重力都做負(fù)功，且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢(shì)能都增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。但這三種情況中，由于所受拉力不同，物體動(dòng)能的變化量等于合外力的功，動(dòng)能變化量不相同。師生共同總結(jié)出重力勢(shì)能變化只與重力做的功有關(guān)，兩者關(guān)系如下：當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少。減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，即物體克服重力做功，重力勢(shì)能增加。增加的重力勢(shì)能等于克

7、服重力所做的功。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出重力做功的特點(diǎn)：4重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。演示實(shí)驗(yàn)3:演示張緊的橡皮筋把紙團(tuán)射出去，說明發(fā)生彈性形變的橡皮筋能夠做功，因而具有能量-這種能量稱為彈性勢(shì)能。5彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。引導(dǎo)學(xué)生舉些具有彈性勢(shì)能物體的實(shí)例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢(shì)能。初步了解彈簧所具有彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)。分析：彈簧被拉伸或壓縮的長度越大，恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。彈

8、簧的彈性勢(shì)能不跟彈簧的勁度有關(guān)，被拉伸或壓縮的長度相同時(shí)，勁度越大的彈簧彈性勢(shì)能越大。重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是由相互作用物體的相對(duì)位置決定的，所以勢(shì)能又叫位能。今后還將學(xué)習(xí)其它形式的勢(shì)能?！纠}2】沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是：A沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多；B沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多；C沿長度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多；D上述幾種情況重力做功同樣多。學(xué)生先做，老師再評(píng)講。正確答案為D。（三）課堂小結(jié)：1重力勢(shì)能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢(shì)能的計(jì)算式：EP=mgh.，即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳。2重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟