功和勢能變化的關(guān)系

1、【課題】功和重力勢能變化的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】1 知識與技能：(1) 理解勢能的概念、公式和單位，知道它是狀態(tài)量。(2) 掌握功和勢能變化的關(guān)系，理解和運用它。2 情感、態(tài)度、價值觀：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)和縝密的科學(xué)態(tài)度。3過程與方法：了解物理理論中推理演繹的方法?！窘虒W(xué)重點難點】(1) 本節(jié)重點是勢能公式。(2) 本節(jié)難點是理解比較初、末在動能定理和勢能公式這兩個公式中的前后次序不一樣?！窘谭▽W(xué)法】探究法、討論法【教學(xué)準(zhǔn)備】PPt【教學(xué)安排】1課時【教學(xué)過程】一復(fù)習(xí)引入我們已知道運動的物體具有勢能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？根據(jù)學(xué)生的回答引出新課內(nèi)容。二、講授新課：1 重

2、力勢能利用剛才學(xué)生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處 于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由 于物體處于一定高度而具有的能量。從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關(guān)，到底是什么關(guān) 系呢？2 重力勢能公式功是能量變化的量度，重力勢能的變化也可用做功表示出來。例如，用一 外力把一質(zhì)量為m的物體勻速舉高h，由于是勻速上升，物體的勢能不變，外 力舉高物體做的功W= mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重 力做功亦為mgh也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用Ep表示勢能，則處于高度h處的物體的重力勢能為：Ep = mg

3、h窗1從勢能公式的指導(dǎo)可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦 耳J),而且也是標(biāo)量。它是由物體所處的位置狀態(tài)決定的，所以與勢能一樣 是狀態(tài)量。如圖1,請學(xué)生分別寫出以桌面和地面為零點的小球的重力勢能：曰=mgh,樂=mg(h1+h2)，可以看出，結(jié)果是與零點選取有關(guān)的，因此在表達重力勢能時，要指明勢能零點的位置。再請學(xué)生寫出兩種零點選取情況下，小球落在桌面上 和落在地面上時與初態(tài)的重力勢能差：曰=-mghi 耳=-mg（hi+h2），這是與零點選取無關(guān)的?？梢?，不論我們?nèi)绾芜x擇參照系，對于一物理過程，重力 勢能的改變是一定的。我們今后的學(xué)習(xí)中，更多地是研究某物理過程中重力勢 能的變化

4、，這時我們就可以適當(dāng)選擇參照系使問題簡化，而不會影響結(jié)果。3 重力做功與重力勢能的變化關(guān)系（1）重力做功的特點如圖2,讓學(xué)生寫出幾種情況下，物體從 A-C,重力做的功：圖z圖A是物體由A做自由落體到B,再水平運動到C,容易得出此過程中，重 力做功為mgh圖B是物體沿斜面由A滑到C,重力做功為：mgs sin 9 = mgh 圖C是物體沿曲面由A滑到C,可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖 B 的結(jié)論可以得出，重力做功也為 mgh教師還可從A到BC面畫任意路徑讓學(xué)生 求重力做功，可以看出結(jié)論都為 mgh讓學(xué)生總結(jié)出規(guī)律。板書：重力做功與路徑無關(guān)，只與物體起點和終點位置的高度差有關(guān)。提問：其他力

5、（比如摩擦力）做功是否與路徑有關(guān)？回答是肯定的。可見， 重力做功的特點不能亂用，要視具體力而定。同時提醒學(xué)生，今后學(xué)習(xí)中還會 遇到做功具這個特點的力，讓學(xué)生在今后遇到新的力時注意這個問題。（2）重力做功與重力勢能的變化教師將手中粉筆頭豎直上拋，然后讓學(xué)生分析其上升和下落過程中重力做 功與重力勢能的變化，如圖3,可以看出，上升過程中，重力做功為-mgh,重 力勢能增加mgh下落過程中，重力做功為 mgh,重力勢能減少mgh,（或稱增 加-mgh），啟發(fā)學(xué)生總結(jié)出如下結(jié)論：圖3重力做多少正功，重力勢能就減少多少；重力做多少負功（或稱克服重力做了多少功），重力勢能就增加多少。即重力做功等于重力勢能的

6、減少量。若 用W表示重力做功，Epi表示初態(tài)的重力勢能，樂表示末態(tài)的重力勢能，則上 述關(guān)系可表達為：（板書）WG= &i-Ep2= Ep。4 例題講解與討論例1圖5表示一個斜拋物體的運動，當(dāng)物體由拋出位置1運動到最高位置2 時，重力做功是多少？重力勢能改變了多少？由位置 2運動到跟位置1在同一水 平面上的位置3時，重力做功和重力勢能的變化是多少？由位置 1運動到3呢？解答：由位置1f 2,重力做功-mgh，重力勢能增大mgh由位置23,重 力做功mgh重力勢能減少mgh增加-mgh);由位置13,重力做功和勢能變 化均為零。此例的目的是再次強化重力做功、重力勢能的概念和計算例2如圖6,

7、光滑斜軌道下端與光滑圓周軌道相接。要使小球進入圓周軌 道后能經(jīng)過軌道最高點并不落下來，至少應(yīng)使它從斜軌道上多高處由靜止開始 下滑？下基礎(chǔ)。四、 課后作業(yè)：第五、板書設(shè)計：一、重力勢能：1. 重力勢能的定義:2. 重力勢能的公式:3. 重力勢能的單位:4. 例題:六、教學(xué)反思：解答：因所有軌道都光滑，所以小球運動過程中，只有重力做功，要使小 球能經(jīng)過軌道最高點而不下落，對小球此時速度有一下限，也就是此處勢能有 一下限，禾用勢能定理對小球從出發(fā)點到圓周軌道最高點的過程列式，有： ingfji - 2R)=mvc3>-mviaitl2,甜血二寸跟解得h>|R可以看出，利用重力做功的特點對全程列式可使問題大大簡化。(可讓分段 列式同學(xué)提出自己的解答，然后比較優(yōu)劣。)三、內(nèi)容、方法小結(jié)：1 對勢能的含義和表達式予以必要重復(fù)。2 對重力做功的特點和重力做功與重力勢能變化關(guān)系予以強調(diào)。3.回憶上節(jié)動