高一物理重力勢能6

1、五、重力勢能(教案)(福清二中物理組 王淵強)教學目標知識目標1、理解重力熱能的概念，會用重力勢的定義進行計算。2、理解重力勢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、知道重力勢能的相對性。4、了解彈性勢能。能力目標1、根據(jù)功和能的關(guān)系，推導出重力勢能的表達式；2、學會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象。德育目標滲透從對生活中有關(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)性和相對性教學方法實驗觀察法、分析歸納法、講練法教學用具鐵球（大小、質(zhì)量均不同的兩個）、透明玻璃容器、沙

2、子、投影片課時安排1課時教學步驟導入新課打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥打進地里，為什么？學生：因為重錘具有重力勢能。教師那么什么是重力勢能？學生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。演示實驗：在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子。實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。實驗二：用大小不同的兩鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。學生回答觀察的現(xiàn)象：在實驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大。在實驗二中，質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度越大。教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大

3、。引入：那么，怎樣定時地表示重力勢能呢？板書課題：重力勢能新課教學（一）重力勢能：1、教師舉例：把一個質(zhì)量為m的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功？重力勢能如何變化？學生：上升過程中，物體克服重力做功（重力做負功），物體的重力勢能增大。下落過程中，重力做正功，重力勢能減小。教師：我們前邊學過了功和能之間的關(guān)系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系？學生：重力所做的功等于物體的重力勢能的變化。2、上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢能的變化，下邊我們再來分析一個例子：用投影片出示問題：質(zhì)量

4、為m的物體從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點，重力所做的功為多少？學生求解得到：重力所做的功為：WG=mgh=mg(h1- h2)教師：前邊我們結(jié)合功和能的關(guān)系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經(jīng)過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能。板書：EP=mgh推導重力勢能的單位：J重力勢能是標量。3、據(jù)重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系進行討論：教師：我們用EP1=mgh1來表示物體在初位置的重力勢能，用EP2=mgh2來表示物體在末位置的重力勢能，則WG= EP1 -EP2學生討論得到：當物體由高處向低處運動時，h1

5、 >h2,WG>0 ，EP1>EP2當物體由低處向高處運動時，h1 <h2,WG<0 ，EP1<EP2教師總結(jié)：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。物體克服重力做功（重力做負功時，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。4、討論：如圖所示，物體從高為h1處運動到高為處時，運動的路徑有無數(shù)條，討論在這此運動過程中，重力所做的功是否相同。學生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量mg(h1- h2)是一定的。教師：由此得到：重力所做功只跟物體的初位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體運動的

6、路徑無關(guān)。（二）重力勢能的相對性教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高h，則該物體的重力勢能為多大？學生：3mgh、mgh、2mgh。教師：同一個物體的重力勢能，為什么會有三個不同數(shù)值呢？學生：由于所選高度的起點不同而造成的。教師：我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面，第一位同學以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢能為3mgh，第二位同學是以三樓地面為參考平面，則物體的重力勢能為mgh，同理第三位同學是以二樓地面為參考平面，得到的重力勢能為2mgh。板書：參考平面的選取是任意的；選取的參考平不同，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的；通常選地面為參考平面。（三）彈性勢能1、演示裝置如圖所示，將一彈簧

7、壓縮不同程度，觀察現(xiàn)象。取一個硬彈簧，一個軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察現(xiàn)象。2、學生敘述實驗現(xiàn)象：實驗一中：當彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠。實驗二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同的程度時，硬彈簧把木塊彈出的遠。3、上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復原狀是時能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能。板書：發(fā)生形變的物體，在恢復原狀時能夠?qū)ν庾龉Γ蚨哂心芰?，這種能量叫彈性勢能。4、教師：同學們都能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎？學生：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時的撐桿等。5、教師分析上述各例子中彈性勢能和

8、形變程度之間的關(guān)系，學生總結(jié)得到：形變程度越大，彈性勢能也越大。6、教師：現(xiàn)在為止，我們已學過了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能。對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化，得到：勢能也叫位能。勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的。推導重力勢能的單位：J重力勢能是標量。3、據(jù)重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系進行討論：教師：我們用EP1=mgh1來表示物體在初位置的重力勢能，用EP2=mgh2來表示物體在末位置的重力勢能，則WG= EP1 -EP2

9、學生討論得到：當物體由高處向低處運動時，h1 >h2,WG>0 ，EP1>EP2當物體由低處向高處運動時，h1 <h2,WG<0 ，EP1<EP2教師總結(jié)：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。物體克服重力做功（重力做負功時，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。4、討論：如圖所示，物體從高為h1處運動到高為處時，運動的路徑有無數(shù)條，討論在這此運動過程中，重力所做的功是否相同。學生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量mg(h1- h2)是一定的。教師：由此得到：重力所做功只跟物體的

10、初位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體運動的路徑無關(guān)。（二）重力勢能的相對性教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高h，則該物體的重力勢能為多大？學生：3mgh、mgh、2mgh。教師：同一個物體的重力勢能，為什么會有三個不同數(shù)值呢？學生：由于所選高度的起點不同而造成的。教師：我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面，第一位同學以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢能為3mgh，第二位同學是以三樓地面為參考平面，則物體的重力勢能為mgh，同理第三位同學是以二樓地面為參考平面，得到的重力勢能為2mgh。板書：參考平面的選取是任意的；選取的參考平不同，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的；通常選地面為參考平面。

11、（三）彈性勢能1、演示裝置如圖所示，將一彈簧壓縮不同程度，觀察現(xiàn)象。取一個硬彈簧，一個軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察現(xiàn)象。2、學生敘述實驗現(xiàn)象：實驗一中：當彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠。實驗二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同的程度時，硬彈簧把木塊彈出的遠。3、上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復原狀是時能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能。板書：發(fā)生形變的物體，在恢復原狀時能夠?qū)ν庾龉?，因而具有能量，這種能量叫彈性勢能。4、教師：同學們都能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎？學生：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時

12、的撐桿等。5、教師分析上述各例子中彈性勢能和形變程度之間的關(guān)系，學生總結(jié)得到：形變程度越大，彈性勢能也越大。6、教師：現(xiàn)在為止，我們已學過了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能。對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化，得到：勢能也叫位能。勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的。鞏固訓練1、關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法正確的是：A、當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少；B、物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加；C、地球上物體一

13、個物體的重力勢能都有一個確定值；D、重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)。2、物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則：A、重力做功為50J；B、物體的重力勢能一定增加了50J；C、物體的動能一定減少50J；D、重力做了50J的負功。3、以40m/s的初速度豎直向上拋出一個物體，經(jīng)過t秒后，物體的重力勢能是動能的3倍，g=10m/s2，則t的大小為：A、2秒；  B、3秒；  C、4秒；  D、5秒。小結(jié)本節(jié)課我們學習了：1、勢能由物體間的相互作用而產(chǎn)生，由它們的相對位置而決定。2、勢能是標量，單位是焦耳。3、重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關(guān)，只跟物體運動的始末位置有關(guān)，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差。4、重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個物體的重力勢能的大