高中物理《重力勢(shì)能》教案8 新人教版必修2

1、從恐懼到挑戰(zhàn)直到合理改造勢(shì)能的改變教學(xué)案例設(shè)計(jì)【設(shè)計(jì)思想】1從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律上看：在教學(xué)設(shè)計(jì)上遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，遵循辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論，使學(xué)生對(duì)重力勢(shì)能概念的建立和理解有一個(gè)從感性到理性，從定性到定量的過程，使學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)并不感到突然和困難。在多媒體、實(shí)驗(yàn)、板書的運(yùn)用上，相互補(bǔ)充，克服了單一媒體運(yùn)用的呆板的課堂教學(xué)形式，對(duì)整合課堂教學(xué)資源，起到了一定的作用?；脽羝故镜母鞣N生動(dòng)、活潑、有趣的圖片，激發(fā)學(xué)生探究知識(shí)的欲望和積極性。2教學(xué)方法上看：運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)（舉例）理論探究歸納實(shí)例研究”教學(xué)方法。把“實(shí)驗(yàn)觀察、學(xué)生討論、教師講解”融合在一起。本著“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的原則，在

2、特定情景下的實(shí)例研究，讓學(xué)生感到新鮮好奇，討論問題積極主動(dòng)，自主地總結(jié)規(guī)律。貼近生活的實(shí)例、小實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高漲，體驗(yàn)社會(huì)公德、愛國(guó)情感及合理利用自然的科學(xué)認(rèn)識(shí)。將情感目標(biāo)融合課堂于“無形”之中。3.教學(xué)反饋上看： 根據(jù)因材施教，保底拔尖的原則，練習(xí)題力爭(zhēng)層次化、系統(tǒng)化，保證量與質(zhì)的適變性。另外，選題既具有實(shí)際意義，體現(xiàn)“從生活到物理，從物理到社會(huì)”的新理念，又具有情感教育的功能。【教材分析】“勢(shì)能的改變”是下節(jié)“能量守恒定律”的知識(shí)基礎(chǔ)，是本章的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)。本節(jié)進(jìn)述重力勢(shì)能及其相對(duì)性，重力勢(shì)能的變化以及與重力做功的關(guān)系。由于與動(dòng)能定理的表述不一致，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)時(shí)最好能結(jié)

3、合一些實(shí)例，從功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開學(xué)生的困惑，為下節(jié)講機(jī)械能守恒定律及能量轉(zhuǎn)化和守恒定律做好準(zhǔn)備?！緦W(xué)生分析】1高一學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)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(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片、視頻畫面來支持。2學(xué)生在初中時(shí)已接觸過重力勢(shì)能的概念，在高中階段要定量的學(xué)習(xí)重力勢(shì)能及體驗(yàn)建立過程。3學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法。通過重力做功的計(jì)算來判斷重力勢(shì)能的變化，通過彈性力做功來判斷彈性勢(shì)能的變化?！窘虒W(xué)目標(biāo)】.知識(shí)與技能1理解重力勢(shì)能的概念，能用重力勢(shì)能的表達(dá)式計(jì)算重力勢(shì)能，知道重力勢(shì)能具有相對(duì)性、重力勢(shì)能的變化具有絕對(duì)性。2理解重力做功

4、與重力勢(shì)能的關(guān)系，并能用這一結(jié)論解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題，知道重力做功與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。3理解重力功是物體重力勢(shì)能變化的量度。4知道彈性勢(shì)能的初步概念。.過程與方法1經(jīng)歷“以理思物”的發(fā)散思維和“見物思理”理論探究歸納能力2體會(huì)用“實(shí)驗(yàn)法”和“理論推導(dǎo)”相互驗(yàn)證研究問題的方法.情感態(tài)度與價(jià)值觀1滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。2預(yù)防高空墜物的社會(huì)公德教育，通過實(shí)例分析增強(qiáng)民族自豪感和榮譽(yù)觀念。3體驗(yàn)科學(xué)不僅僅是認(rèn)識(shí)自然，挑戰(zhàn)自然，更在于能動(dòng)的改造自然?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：重力勢(shì)能的的概念及重力做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系。難點(diǎn)：重力勢(shì)能的相對(duì)性、重

5、力勢(shì)能變化的絕對(duì)性。舉生活現(xiàn)象分析重力做功特點(diǎn)通過實(shí)例探究WG=-EP關(guān)系總結(jié)提升練習(xí)反饋彈性勢(shì)能初步了解經(jīng)歷探究過程得出EP=mgh結(jié)合生活理解EP=mgh視頻引入復(fù)習(xí)重力勢(shì)能概念【教學(xué)流程】【教學(xué)過程】一、視頻引入，激發(fā)興趣我們看到一個(gè)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(dòng)魄的白色恐懼，將對(duì)人們的生命與財(cái)產(chǎn)帶來災(zāi)難。為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？是因?yàn)樗鼈兙哂袧撛谀芰?。只要一有機(jī)會(huì)，就會(huì)通過做功把這種能量釋放出來。我們將這種能量叫重力勢(shì)能

6、。（滲透：功是能量變化的量度，能量的變化通過做功來實(shí)現(xiàn)。為下面實(shí)驗(yàn)定性檢驗(yàn)作理論鋪墊。）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(shì)能。 用EP表示。二、教學(xué)過程（一）重力勢(shì)能第一層次：探究EP=mgh程序一：提出問題：重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)？（教師引導(dǎo)：如果我們要進(jìn)一步對(duì)重力勢(shì)能定量的研究，你需要解決什么問題）程序二：建立假設(shè)師：同學(xué)們可以根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，大膽提出自己的假設(shè)，并且說明你的理由。生：高度有關(guān)。由定義：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(shì)能。例如，放在地面上的石頭沒有殺傷力，一旦從較高處落下，就會(huì)

7、很危險(xiǎn)；一個(gè)杠鈴放在你的腳邊，你一定不覺得什么？但是如果把它懸掛在你的頭頂之上，那一定會(huì)讓你如坐針氈?！敖垢呖諕佄铩?；高層建筑在施工時(shí)必須有“工程防護(hù)網(wǎng)”等。（滲透社會(huì)公德教育：預(yù)防高空墜物的危險(xiǎn)）生：與物體的質(zhì)量（重力）有關(guān)。如果懸掛在頭頂之上的是一團(tuán)棉花，不是杠鈴，就不會(huì)覺得可怕。如果你的頭頂電線下懸掛的不是日光燈，而是200千克的杠鈴，你有何感受？生：與質(zhì)量和高度都有關(guān)系。 .（教師做好對(duì)學(xué)生的即時(shí)性評(píng)價(jià)）程序三：檢驗(yàn)假設(shè)實(shí)驗(yàn)定性檢驗(yàn)出示實(shí)驗(yàn)器材：塑料桶、報(bào)紙（蒙上塑料桶口）、大小相同而質(zhì)量不同的兩個(gè)小球。以報(bào)紙是否被小球擊破來體現(xiàn)勢(shì)能的大小。這樣實(shí)驗(yàn)效果明顯，可見度大。教師演示，要求

8、通過3個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，能夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f明重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度之間的定性關(guān)系。教師引導(dǎo)前面我們已學(xué)過，物體所具有能量越大，對(duì)外做功的本領(lǐng)就越強(qiáng)。hm圖1圖2hm得到：同一高度的物體：質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；質(zhì)量相同的物體：高度越高，重力勢(shì)能越大。理論定量推導(dǎo)師：功是能量變化的量度，我們可否通過“力做了多少功，從而使重力勢(shì)能發(fā)生多少變化”的角度，來定量推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)式。問題：你能設(shè)計(jì)一個(gè)物理過程來從理論上定量推導(dǎo)重力勢(shì)能與重力mg和高度h的關(guān)系？學(xué)生討論、設(shè)計(jì)物理過程，并發(fā)表自己的設(shè)想。可能的設(shè)想：（教師可隨手演示）如圖1，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理mgh= ;由“能量守恒與轉(zhuǎn)化思想”（

9、動(dòng)能由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來）重力勢(shì)能等于動(dòng)能即EP=，所以EP=mgh如圖2，將物體豎直向上勻速抬高h(yuǎn)，由平衡條件F=mg ；則F做功為WF=Fh=mgh;由功能關(guān)系得到：EP=WF=Fh=mgh程序四：得出結(jié)論：EP=mgh第二層次：理解EP=mgh主要采取講授式標(biāo)矢性：標(biāo)量 單位：焦耳（J）相對(duì)性：Ep與參考平面（零勢(shì)能面）的選擇有關(guān)系統(tǒng)性：重力勢(shì)能為地球與物體所共有的，重力勢(shì)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(shì)能。相對(duì)性的教學(xué)出示：2005年我國(guó)公布世界第一高峰-珠穆朗瑪峰海拔高度的最新測(cè)量結(jié)果為 ；某同學(xué)的身高m. 問：他們分別以什么平面作為起始高度來計(jì)算的？師生討論：確

10、定高度需要零高度參考平面的必要性。教師引導(dǎo)：零高度的參考平面對(duì)應(yīng)零勢(shì)能參考平面（說明規(guī)定零勢(shì)能參考平面的必要性）舉例深化：通過的例子（書放在課桌上，分別以地面和桌子作為參考面，討論重力勢(shì)能。教師隨手演示。）來說明：重力勢(shì)能的正負(fù)含義；一般情況下以地面作為零勢(shì)能的參考平面。（重新指出：圖1、圖2定量推導(dǎo)時(shí)是以地面為參考平面的。使推導(dǎo)更加有科學(xué)性和完整性）A ：16樓B ：3樓過渡語：功是能量變化的量度，合外力做功是物體動(dòng)能變化的量度，物體重力勢(shì)能發(fā)生變化與什么力做功相對(duì)應(yīng)呢？ （二）重力做功與重力勢(shì)能的改變1實(shí)例探究設(shè)置情景：一只花盆從16樓窗臺(tái)落地，研究花盆從A下落到B的過程。已知：m=2kg

11、，h=50m，h1=10m，g=10m/s2 根據(jù)給出數(shù)據(jù)計(jì)算填表（可事先印發(fā)）。學(xué)生討論探究：從表格中能總結(jié)出什么規(guī)律？（分組討論，交流，教師引導(dǎo)總結(jié)）教師引導(dǎo) 重力勢(shì)能與零勢(shì)面選取有關(guān)嗎？物體在某兩點(diǎn)間重力勢(shì)能的改變與零勢(shì)面選取有關(guān)嗎？（指出改變量是末狀態(tài)量減去初狀態(tài)量）物體在某兩點(diǎn)間重力勢(shì)能的改變與重力做功有什么關(guān)系？與是否有除重力之外的其他力存在或參與做功有關(guān)嗎？規(guī)定的零勢(shì)面花盆在各點(diǎn)處的重力勢(shì)能花盆僅在重力作用下花盆在重力和阻力作用下重力勢(shì)能的改變重力做功重力勢(shì)能的改變重力做功地面EPA=1000JEPB =200J-800J800J-800J800J三樓EPA=800JEPB =0

12、-800J800J-800J800J學(xué)生總結(jié)規(guī)律重力勢(shì)能的具有相對(duì)性（相對(duì)于不同的參考平面重力勢(shì)能的大小不同），確定了參考平面，物體重力勢(shì)能才有確定值。重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能面的選取無關(guān)，具有絕對(duì)性重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系?；ㄅ柘侣?，這一過程中重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做多少功，重力勢(shì)能減少多少；與是否有除重力之外的其他力存在或參與做功無關(guān)。2變式深化若用吊籃將花盆從3樓豎直吊回16樓，運(yùn)動(dòng)方式有勻速上升、勻加速上升，花盆的重力勢(shì)能分別如何變化，重力對(duì)花盆做功分別又將如何？若乘電梯將花盆從3樓運(yùn)到16樓，花盆的重力勢(shì)能如何變化，重力對(duì)花盆做功又將如何？3歸納總結(jié)：重力做功是重力勢(shì)能變

13、化的量度物體下落，重力做正功，重力勢(shì)能減少，物體上升，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。過渡語：上面我們討論花盆的運(yùn)動(dòng)都是在豎直方向，如果某人爬樓梯將花盆從3樓搬到16樓，重力對(duì)花盆做功又將如何？（三）重力做功和物體運(yùn)動(dòng)路徑的關(guān)系學(xué)生討論：小孩以不同的路徑從某一高度回到地面，重力對(duì)小孩做功大小有什么關(guān)系？為什么？教師引導(dǎo)：從“力做功的兩個(gè)要素：力與力方向上的位移”的角度思考。 從功能關(guān)系：重力做功是引起物體重力勢(shì)能變化的唯一因素的角度思考。結(jié)論：重力做功只與物體始末位置的高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)。（進(jìn)一步說明：重力做功的特點(diǎn)決定重力勢(shì)能變化的絕對(duì)性；重力做功的計(jì)算更加簡(jiǎn)潔）（四）、彈性勢(shì)能（據(jù)課時(shí)情況，

14、可以讓學(xué)生自學(xué)）生活中還有一些物體既沒有運(yùn)動(dòng)也沒有很大的高度卻同樣“儲(chǔ)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(huì)對(duì)箭支做功改變它的動(dòng)能，松弛的弓有這樣的本領(lǐng)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(fù)原狀的過程會(huì)對(duì)外做功，但是拉斷的弓還能有做功的本領(lǐng)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(shì)能。2彈性勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)呢？小實(shí)驗(yàn)出示玩具弓箭、可以上發(fā)條的小汽車，讓學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)。弓箭的皮筋拉得越長(zhǎng)，恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)塑料箭做功越多，塑料箭獲得的動(dòng)能越大，射得越遠(yuǎn)。發(fā)條上的越緊，小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)。學(xué)生總結(jié)彈性勢(shì)能

15、的大小同彈性形變的大小有關(guān)。彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能也越大。教師強(qiáng)調(diào)彈簧處與原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為0；彈簧的伸長(zhǎng)和壓縮的長(zhǎng)度相同則彈性勢(shì)能也相同舉例：生活中還有利用彈性勢(shì)能的例子。拉伸或壓縮的彈簧、球拍、撐桿跳高、跳板跳水等。3、勢(shì)能由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的能量。重力勢(shì)能：由地球和物體間相對(duì)位置決定。彈性勢(shì)能：由發(fā)生形變的各部分的相對(duì)位置決定。(五).反饋練習(xí)訓(xùn)練1：新聞圖片，設(shè)置情境在雅典奧運(yùn)會(huì)舉重男子69公斤級(jí)比賽中，中國(guó)選手張國(guó)政以抓舉160公斤，挺舉，總成績(jī)獲得金牌，這也是中國(guó)代表團(tuán)在本屆奧運(yùn)會(huì)上的第11枚金牌。 張國(guó)政制勝的一舉，挺舉187.5kg，杠鈴被舉高約2m。試求：(1)杠鈴

16、的重力勢(shì)能變化多少？ (2)杠鈴的重力做功多少？（張國(guó)政能在短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出如此巨大的功率絕非一日之功，為了能為祖國(guó)爭(zhēng)得榮譽(yù)，運(yùn)動(dòng)員在平時(shí)的訓(xùn)練中付出心血。）訓(xùn)練2：一位同學(xué)說：若以喜馬拉雅山的山頂為零勢(shì)能參考平面，則長(zhǎng)江山峽的水庫所儲(chǔ)備的大量水的勢(shì)能是負(fù)值，所以它就不能發(fā)電了。你認(rèn)為此同學(xué)的說法對(duì)嗎？為什么？訓(xùn)練3：豎直向上拋出一物體，在上升到某一高度時(shí)，重力勢(shì)能的改變量為EP，動(dòng)能的改變量為EK ，物體克服重力做功WG，物體克服空氣阻力做功Wf，則下列關(guān)系正確的是( )A.EP=WG B. EP=WG+WfC. EK= -Ep-Wf D. EK = Ep+WG+Wf （六）課堂小結(jié)1重力勢(shì)能

17、是地球和地面上的物體共同具有的。重力勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，確定了參考平面，物體重力勢(shì)能才有確定值。但重力勢(shì)能的改變是絕對(duì)的。2重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只跟物體運(yùn)動(dòng)的始末位置有關(guān)。3重力做功是重力勢(shì)能變化的量度。教師總結(jié)關(guān)于人類與重力勢(shì)能的認(rèn)識(shí)，是一個(gè)從恐懼到挑戰(zhàn)直到合理改造的過程。人們對(duì)重力勢(shì)能的恐懼感是與生俱來的（雪崩、泥石流：2006年2月17日泥石流突襲菲律賓2000人喪生。圖片）。但是隨著人們通過生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)重力勢(shì)能的認(rèn)識(shí)的逐步加深，我們開始變得樂于挑戰(zhàn)這種能量（攀巖運(yùn)動(dòng)的圖片）。甚至在可以控制的范圍內(nèi)享受重力勢(shì)能帶給我的種種樂趣（過山車的圖片）。但是，科學(xué)的意義不僅僅是認(rèn)識(shí)自然

18、，挑戰(zhàn)自然，更在于能動(dòng)的利用自然！介紹水力發(fā)電（水力發(fā)電的圖片）?！景鍟O(shè)計(jì)】（與路徑無關(guān)）重力勢(shì)能重力做功表達(dá)式：Ep=mgh單位：焦耳（J）標(biāo)矢性：標(biāo)量相對(duì)性系統(tǒng)性一、 重力勢(shì)能：地球上物體由于處于一定的高度而具有的能量。二、彈性勢(shì)能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(shì)能。2彈性勢(shì)能的大小同彈性形變的大小有關(guān)。三、勢(shì)能：由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的能量。【教學(xué)反思】一、不可忽視的理論探究新課程倡導(dǎo)探究式教學(xué)，探究的內(nèi)容和形式是多種多樣的。在物理課程中雖大多數(shù)探究活動(dòng)需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是，理論探究在高中物理教學(xué)中也具有重要的意義，應(yīng)予重視。物理課程中也有不少是屬于理論探究，對(duì)

19、于重力勢(shì)能的定量研究，采取理論探究同樣讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過程和方法。提出問題建立假設(shè)設(shè)計(jì)物理過程（設(shè)想）理論定量推導(dǎo)得出重力勢(shì)能表達(dá)式。假設(shè)原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)有知識(shí)探究的問題實(shí)驗(yàn)或過程設(shè)計(jì)理論探究式教學(xué)的具體實(shí)施中，應(yīng)該把重點(diǎn)放在提出問題、建立假設(shè)上。問題是探究的起點(diǎn)，沒有問題就沒有探究，而發(fā)現(xiàn)問題是提出問題的前提，只有發(fā)現(xiàn)問題，才可能提出問題。實(shí)踐表明：對(duì)于重力勢(shì)能教學(xué)，學(xué)生在初中的原有知識(shí)上完全可以通過教師的引導(dǎo)，自行提出“重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)？”的問題。假設(shè)可以啟發(fā)我們應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)（或物理過程）和獲取那些信息，他是連接探究問題和實(shí)驗(yàn)（或物理過程）的一座橋梁。觀察它們關(guān)系圖，可以看出，假設(shè)雖不是結(jié)果，但它卻是探究的中心。據(jù)本節(jié)課的實(shí)際，側(cè)重“說明假設(shè)的理由”，實(shí)