重力勢能教案教案

年代日課題§重力勢能課型新授課（2課時）知識與技術教學目標

1．理解重力勢能的看法，會用重力勢能的定義進行計算．2．理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑?jīng)]關．3．知道重力勢能的相對性．過程與方法用所學功的看法推導重力做功與路徑的關系，親自感覺知識的建立過程．感情、態(tài)度與價值觀浸透從對生活中相關物理現(xiàn)象的觀察，獲取物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學生研究自然規(guī)律的興趣．教授課重點學重重力勢能的看法及重力做功跟物體重力勢能改變的關系．點?難點教

授課難點重力勢能的系統(tǒng)性和相對性．學研究、解說、談論、練習方法教學手段

教具準備鐵球(大小、質(zhì)量均不一樣)兩個、透明玻璃容器、沙子，投電影．授課活動學生活動[新課導入](多媒體投影演示．惹起學生有意注意，引導學生進入狀態(tài))打樁機的重錘從高處落下，把水泥樁打進地里；蘋果自高處下落；飛機投彈等等．師：從剛剛的畫面中，同學們想到了什么，從做功和能量轉(zhuǎn)變的角度解析問題．生：重錘把水泥樁打進地里；蘋果自高處下落；飛機投下的炸彈等物體下落過程中它們碰到的重力對它們做了功．據(jù)功和能的關系，既然重力做了功，表示這些物體在沒有下落從前擁有能．由于一個物體能夠?qū)ν庾龉?，所以這個物體擁有能量．師：這個能量與什么因素相關生：與物體所處的高度相關．師：由于物體被舉高而使物體擁有的能量是什么能生：在初中我們已經(jīng)學過：物體由于被舉高而擁有的能量叫重力勢能．師：那么重力勢能的大小與什么相關，又怎樣定量表示呢本節(jié)課我們就來學習這個問題．[新課授課]一、重力的功師：重力做功與什么因素相關呢我們現(xiàn)在就經(jīng)過幾個例子來研究一下．(多媒體投影教材上的圖5．4—1、圖5．4—2、圖5．4—3，讓學生獨立推導這幾種情況下重力做的功)師：比較簡單做的是哪一個問題生：第一個和第二個問題．師：為什么這兩個問題簡單研究呢生：由于這兩個問題中物體運動的路徑是直線，所以在研究重力做功問題上比較簡單研究．師：那么這兩個問題的答案是什么呢生l：第一個問題中WG＝mg△h=mghl一mgh2．生2：第二個問題中WG=mgcosa=mg△h＝mgh1一mgh2；，和第一個問題中所求出的答案同樣．師：我們英勇猜想一下，第三個圖中重力做的功和前兩個可否相等呢生：可能是相等的．師：我們來考據(jù)一下我們的猜想，第三個圖的困難在哪里生：力做功的路徑是曲線．師：我們怎樣打破這個難點呢生1(很犯難)：這是力在曲線上做功的情況，不簡單研究．生2：我記得在第二節(jié)學習力對物體做功的問題時從前接觸過相關變力做功的問題．師(激勵)：說說看，解決的路子是什么生2：曲線問題不簡單解決，我們能夠把這一條曲線看作由很多小的直線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個過程中重力做的總功．師(夸耀)：這個同學解析得特別好，依照這個同學的解析方法，第三個問題的答案應該是什么呢生：在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功同樣．師：我們能夠獲取什么樣的結(jié)論生：重力做功與路徑?jīng)]關．師：既然重力做功與路徑?jīng)]關，那么它與什么因素相關呢生：與物體的初末地址相關．師：詳盡的表達式是什么生：WG=mgh1一mgh2，其中hl和h2表示物體所處地址的高度．師：很好，可見物體的重力mg與它所在地址的高度h的乘積“mgh”是一個擁有特別意義的物理量.[課堂訓練]1．沿著高度同樣，坡度不一樣，粗糙程度也不一樣的斜面向大將同一物體拉到頂端，以下說法正確的選項是()．沿坡度小、長度大的斜面上升戰(zhàn)勝重力做的功多B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升戰(zhàn)勝重力做的功多沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升戰(zhàn)勝重力做的功多．上述幾種情況重力做功同樣多2．將一物體由A移至B，重力做功()與運動過程中可否存在阻力相關B．與物體沿直線或曲線運動相關與物體是做加速、減速或勻速運動相關．與物體發(fā)生的位移相關參照答案1．D解析：重力做功的特點是與運動的詳盡路徑?jīng)]關，只與初末狀態(tài)物體的高度差相關，不論圓滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末狀態(tài)的高度差同樣，重力做的功就同樣．2．D解析：重力做功只與重力方向上發(fā)生的位移相關，與物體運動所經(jīng)過的路徑，與物體的運動狀態(tài)都沒相關系二、重力勢能[實驗與研究]研究影響小球勢能大小的因素有哪些．準備兩個大小同樣的小球：一個鋼球、一個木球，再盛一盆細沙．如圖。—l所示．在沙盆上方同一高度釋放兩個小球，鋼球的質(zhì)量大，在沙中陷得較深些．讓鋼球分別從不一樣的高度落下，鋼球釋放的地址越高，在沙中陷得越深．請同學們親自做實驗研究一下重力勢能的大小與哪些因素相關．師：下面大家閱讀教材11～12頁“重力勢能”一段，回答下面幾個問題．學生閱讀課文，能夠把問題用多媒體投影到大屏幕上．師：怎樣定義物體的重力勢能生：我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能．師：為什么能夠這樣來進行定義生：這是由于mgh這個物理量的特別意義在于它一方面與重力做功親近相關，另一方面它隨高度的變化而變化．師：重力勢能的表達式是什么用文字怎樣表達生：Ep=mgh，物體的重力勢能等于它所碰到的重力與所處高度的乘積．師：重力勢能是矢量還是標量生：與所有的能量同樣，重力勢能也是標量．師：重力勢能的單位是什么符號是什么生：重力勢能和其他能量同樣，它們的單位和功的單位同樣，都是焦耳，符號是J．師：重力勢能與什么因素相關你可否列舉生活中的實例加以說明生：依照重力勢能的表達式，重力勢能與物體所碰到的重力和物體的相對高度相關．比方塔吊上吊著的重物比較可怕，但是當這個重物被放下此后就不再可怕了，由于物體被放下此后重力勢能減少了；再比方樹梢上的樹葉，誠然所處地址比較高，但是由于它碰到的重力比較小，所以它誠然比塔吊上的物體可能還高，但是我們其實不感覺害怕它．師：剛剛這位同學解析得特別好．依照重力勢能的定義式，它和重力做功的表達式特別相似，么它們之間的關系是什么呢生：當物體由高處向低處運動時，重力做正功，物體重力勢能減少，也就是WG>0，Ep1>Ep2；當物體從低處運送到高處時，重力做負功(也許說物體戰(zhàn)勝重力做功)，重力勢能增加，也就是W<0，E<Ep2．Gpl師：它們的數(shù)值詳盡用一個公式應該怎樣表示生1：它們之間的關系應該是WG＝△Ep生2：當物體碰到的重力做正功時，物體重力勢能減少；當物體戰(zhàn)勝重力做功時，物體重力勢能增加，所以說重力勢能的變化量和重力做功之間的關系應該是互為相反數(shù)，用公式表示應該為：WG＝一△Ep．師(激勵)：剛剛這個同學補充得相當好．下面大家閱讀一下課本12頁“說一說”，回答上面提出的問題．(學生閱讀思慮．回答相關問題)師：若是重力的功與路徑相關，即對應于同樣的起點和終點，重力對同一物體做的功，隨物體運動路徑的不一樣而不一樣，我們還能夠把mgh叫做物體的重力勢能嗎生：自然不能夠，由于此時這個能量不能夠表示物體重力做功的實質(zhì)情況．師：當摩擦力對物體做功時，我們能不能夠定義有一個摩擦力勢能存在呢為什么生：不能夠，摩擦力做功與路徑相關。下面一[談論與交流]供老師參照．[談論與交流]物體從A點出發(fā)，分別沿圓滑斜面下滑和水平拋出到達同一地址B點(如圖5．4—2所示)．不計阻力，重力所做的功同樣嗎你認為重力做功與物體運動的路徑相關嗎為什么請與其他同學談論交流．(課堂訓練)(供老師們參照采納)1．當重力做負功時()A.重力勢能必然增加B．重力勢能必然減少C物體速度可能增大D．物體速度可能減小2．當重力對物體做正功時，物體的()A.重力勢能必然減少，動能必然增加B．重力勢能必然增加，動能必然減少C．重力勢能必然減少，動能不用然增加D．重力勢能不用然減少，動能也不必然增加3．以下關于重力勢能的說法，正確的選項是()A．重力勢能只跟物體所處的初末地址相關，與物體實質(zhì)經(jīng)過的路徑?jīng)]關B．重力勢能的變化，只跟重力做功相關，和其他力做功多少沒關C．重力勢能是矢量，在地球表面以上為正，在地球表面以下為負．重力勢能的變化量等于重力對物體做的功4．質(zhì)量是50kg的人沿著長150m、傾角為30°的坡路走上土丘，重力對他所做的功是多少他戰(zhàn)勝重力所做的功是多少他的重力勢能增加了多少(g取10m／s2)5．在排球比賽中，某運動員用400N的力把質(zhì)量為270g的排球從2．8m的高度扣向?qū)Ψ降膱鏊鶅?nèi)．在球被扣到落地的過程中，排球的重力勢能變化了多少(g取10m／s2)參照答案1．ACD2．C3．AB解析：重力勢能是跟相對地址相關的能量，勢能的變化只跟重力做功相關，跟物體受不受其他力、其他力做不做功，以及物體的運動狀態(tài)都沒相關系．而且它是標量，但有正負，正當表示物體處在零勢能參照平面上方，負值表示物體處在零勢能參照平面下方．重力勢能的變化量等于重力對物體做功的負值，也就是說，重力做正功，重力勢能減少，減少量等于重力所做的功；重力做負功，重力勢能增加，增加量等于克服重力所做的功。4．-3．75X104J3．75X104J3．75X104J解析：重力對人做的功為G／cos(90°+30°)=50X10X150XJ＝-3．75X104J．W＝mg人戰(zhàn)勝重力所做的功為3．75X104J．重力勢能增加了3．75X104J．5．高度減小，重力勢能減少了7．56J．解析：Ep＝mg△h：0．270X10X2．8=7．56J．三、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性(舉例說明高度擁有相對性，能夠用身邊的物體做實驗，也能夠投影演示)師：我把課本放在桌面上，課本的高度是多少呢生1：大體是課桌的高度，約為1m左右．生2：不對，它比一樓地面高出4m左右(假設學生在二樓)．師：這兩位同學哪位同學錯了呢生：兩個同學都沒錯，可是采納的參照平面不一樣．師：我們能夠獲取一個什么結(jié)論生：物體所處同樣地址時它的高度值可能不同樣，是由于高度的參照平面不一樣．師：那么重力勢能有沒有相對性呢生：由于高度有相對性，所以重力勢能也應該有相對性．師：我們在研究一個物體重力勢能時應該怎么辦生：應該也選擇一個參照平面，在這個平面上物體的重力勢能值為零．師(總結(jié))：重力勢能總是相關于某個水平面來說的，這個水平面叫參照平面．參考平面采納不一樣，重力勢能的數(shù)值就不一樣．可見，重力勢能擁有相對性．選擇哪個水平面作為參照平面，可視研究問題的方便而定，平時選擇地面作為參照平面．選擇不同的參照平面，物體的重力勢能的數(shù)值是不一樣的，但其實不影響研究相關重力勢能的問題，由于在相關的問題中，有確定意義的是重力勢能的差值，這個差值其實不因選擇不同的參照平面而有所不一樣．師：那么重力勢能是誰擁有的呢生(齊聲回答)：自然是物體擁有的．師：若是沒有地球，有沒有重力呢生(開始誘惑)：自然沒有。師：那么重力勢能是誰擁有的呢生：重力勢能應該是物體與地球組成的系統(tǒng)共同擁有的，而不是地球上某一個物體單獨擁有的，師：不行是重力勢能，任何形式的勢能，都是相應的物系通通由于其中各物體之間，或物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而擁有的能，是由各物體的相對地址決定的．[課堂訓練]1，關于重力勢能的幾種理解，正確的選項是()重力勢能等于零的物體，必然不會對其他物體做功放在地面上的物體，它的重力勢能必然等于零在不一樣高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等D．相對不一樣的參照平面，物體擁有不一樣數(shù)值的重力勢能，但其實不影響研究相關重力勢能[小結(jié)]這節(jié)課內(nèi)容不多但是特別重要，重點是怎樣研究勢能，今后相關勢能的學習，都能夠從這節(jié)課的學習方法中獲取借鑒．比方分子勢能，彈性勢能，特別是電勢能的研究，更有很多近似的地方，所以這節(jié)課必然要加以重視．關于勢能的學習，應該緊緊抓住力做功和對應勢能的變化張開．在這一節(jié)中，圍繞重力做功和重力勢能的變化張開，知道重力勢能是物體和地球