高中物理-重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)

1.理解重力勢(shì)能的概念

(1)知道什么是重力勢(shì)能，強(qiáng)調(diào)"勢(shì)"的含義。

(2)通過做功與能量關(guān)系，得到重力勢(shì)能公式Ep=mgh，知道在國際單位制中勢(shì)能的單位是焦耳(J)，勢(shì)能是標(biāo)量。

(3)了解重力勢(shì)能的相對(duì)性及勢(shì)能差的不變性。

2.掌握重力做功特點(diǎn)及重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，應(yīng)用其解決相關(guān)問題。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1.本節(jié)重點(diǎn)是重力勢(shì)能的表達(dá),重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。

2.對(duì)于勢(shì)能這種潛在做功能力的理解:一旦做了功，勢(shì)能就發(fā)揮出來而減少了。

3.要強(qiáng)調(diào)重力做功與重力勢(shì)能變化的相反量的關(guān)系，這在初學(xué)時(shí)很容易發(fā)生錯(cuò)誤，所以應(yīng)作為難點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。

三、教具

多媒體教學(xué)

四、教學(xué)過程

(一)引入新課

復(fù)習(xí)提問動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的概念，觀察圖片提出重力做功與重物提升高度的關(guān)系，根據(jù)學(xué)生的回答引出新課內(nèi)容。

(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1、重力做功的特點(diǎn)

根據(jù)課件上展示的圖片，讓學(xué)生寫出三種情況下，物體從A到B重力做的功:

第一種情況是物體由A做自由落體到B，容易得出此過程中，重力做功為mgh。第二種情況是物體沿傾斜直線由A滑到B，重力做功為:mgs·sinθ=mgh。第三種情況是物體沿曲線由A滑到B，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用第二種情況的結(jié)論可以得出,重力做功也為mgh。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)重力做功的特點(diǎn)。板書:

重力做功與路徑無關(guān),只與物體起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的高度差有關(guān)。

提問:其他力(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(diǎn)不能亂用,要視具體力而定。同時(shí)提醒學(xué)生,今后學(xué)習(xí)中還會(huì)遇到做功具這個(gè)特點(diǎn)的力,讓學(xué)生在今后遇到新的力時(shí)注意這個(gè)問題。

2、重力勢(shì)能

通過重力做功的推導(dǎo)還表明：功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差。即可見重力做的功與mgh的變化有關(guān)系，在物理學(xué)中，“mgh”是一個(gè)有特殊意義的物理量.這個(gè)物理量就是表示物體的重力勢(shì)能。定義：物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。

（2）單位：國際單位制中，焦耳(J)。（3）重力勢(shì)能是標(biāo)量，狀態(tài)量。（4）重力勢(shì)能的變化

功是能量變化的量度,重力勢(shì)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(yuǎn),由于是勻速上升,物體的動(dòng)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(shì)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(shì)能。3、重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系

由重力做功的推導(dǎo)得到(板書)如果重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功如果重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力做的功提醒學(xué)生注意公式中兩個(gè)勢(shì)能的先后位置和前負(fù)號(hào)的意義(“-”指減少)。討論：重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒有重力勢(shì)能？引出重力勢(shì)能的相對(duì)性。重力勢(shì)能的相對(duì)性高度是相對(duì)的，所以重力勢(shì)能也是相對(duì)的計(jì)算重力勢(shì)能之前需要先選定參考平面，在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢(shì)能也是正值；在參考面下方的物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。參考平面的選取是任意的。勢(shì)能是狀態(tài)量、標(biāo)量．+、–表示大小。重力勢(shì)能的系統(tǒng)性重力勢(shì)能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)。必須指出的是，重力勢(shì)能跟重力做功密切相關(guān)，而重力是地球與物體之間的相互作用力。也就是說，倘若沒有地球，就談不上重力。所以，嚴(yán)格說來，重力勢(shì)能是地球與物體所組成的這個(gè)物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的。平常所說的“物體”的重力勢(shì)能，只是一種習(xí)慣簡化的說法。6、例題講解與討論

以課后題3為例講解請(qǐng)學(xué)生分別寫出以桌面和地面為零點(diǎn)的小球的重力勢(shì)能，可以看出,結(jié)果是與零點(diǎn)選取有關(guān)的,因此在表達(dá)重力勢(shì)能時(shí),要指明勢(shì)能零點(diǎn)的位置。再請(qǐng)學(xué)生寫出兩種零點(diǎn)選取情況下,小球落在桌面上和落在地面上時(shí)與初態(tài)的重力勢(shì)能差，這是與零點(diǎn)選取無關(guān)的?？梢?不論我們?nèi)绾芜x擇參照系,對(duì)于一物理過程,重力勢(shì)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(shì)能的變化,這時(shí)我們就可以適當(dāng)選擇參照系使問題簡化,而不會(huì)影響結(jié)果。五、課堂小結(jié)

1、重力做功的特點(diǎn)：與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)2、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。3、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：重力做的功等于重力勢(shì)能減少重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增加4、重力勢(shì)能是相對(duì)的，正負(fù)表示大小。一般不加說明是以地面或題目中的最低點(diǎn)所在的平面作為參考平面。勢(shì)能是系統(tǒng)能。指系統(tǒng)所有。六、課堂練習(xí)課后習(xí)題，課件展示的例題，鞏固本節(jié)課知識(shí)。七、板書設(shè)計(jì)1、重力做功的特點(diǎn)：與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)2、重力勢(shì)能3、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：4、重力勢(shì)能具有相對(duì)性5、重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性重力勢(shì)能學(xué)情分析從知識(shí)上看，高一學(xué)生處于由感性認(rèn)知到理性認(rèn)知的階段。重力勢(shì)能這一節(jié)課即是功和功率的應(yīng)用與加深，同時(shí)又是學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的鋪墊。從思維上看，學(xué)生由形象思維向理性思維過度，由于初中學(xué)過關(guān)于重力勢(shì)能的介紹，因此本節(jié)課的主要任務(wù)是完成由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，有定性認(rèn)識(shí)到定量計(jì)算的轉(zhuǎn)化。重力勢(shì)能效果分析重力勢(shì)能是本章功和能的一個(gè)基本概念和物理量，要求學(xué)生知道重力勢(shì)能的定義，掌握重力勢(shì)能的公式，知道重力勢(shì)能是標(biāo)量，單位是焦耳，理解重力做功與重力勢(shì)能的改變的關(guān)系，知道重力勢(shì)能的值是相對(duì)的，理解重力勢(shì)能正負(fù)的含義。難點(diǎn)是重力勢(shì)能的相對(duì)性，而重力勢(shì)能的改變與參考平面無關(guān)。如果只是說明，學(xué)生很難理解和把握，于是把設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生探討問題，自己推出結(jié)論，用已學(xué)舊知識(shí)，推導(dǎo)新知識(shí)的結(jié)論，這樣學(xué)生就能更好的理解了，對(duì)于重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系，也是引導(dǎo)學(xué)生用舊知識(shí)的推導(dǎo)得到結(jié)論。這節(jié)課的設(shè)計(jì)能循序漸進(jìn)，抓住了學(xué)生的思維特點(diǎn)，學(xué)生能由淺到深的思考問題，得到結(jié)論，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣和積極性，把課堂還給了學(xué)生，有了些探究的味道，老師起了引導(dǎo)作用。改變了一些以前滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)模式，能引導(dǎo)學(xué)生自己去分析問題，解決問題，得出結(jié)論，學(xué)生注意力集中，基本都很熱情的參與，感受到了有成就的自豪感，感覺到了是自己推導(dǎo)出的結(jié)論，確實(shí)是在老師的引導(dǎo)下完成的教學(xué)任務(wù)，而不是以前那樣全是老師講授完成的任務(wù)，學(xué)生反映對(duì)知識(shí)的理解更具體和深刻，印象深，應(yīng)用知識(shí)解決類似問題的能力和速度業(yè)提高了。不足之處是過于追求知識(shí)的完整和嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)學(xué)生的答案要求過高，給予補(bǔ)充的太多太細(xì)，還過于急躁的在學(xué)生回答時(shí)插話，有些問題放不開讓學(xué)生討論。老擔(dān)心學(xué)生的討論不夠全面，有遺漏，所以老師強(qiáng)調(diào)補(bǔ)充的還是太多了。以后上課還要多注意，加強(qiáng)學(xué)生的討論和交流，讓學(xué)生真正變?yōu)橹黧w，引導(dǎo)的方法和技巧更科學(xué)、靈活、合理。教材分析

本節(jié)講述重力勢(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.重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí)，重力勢(shì)能增加，對(duì)于這個(gè)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)合一些實(shí)例，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開學(xué)生的困惑，例如可舉在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做正功，重力勢(shì)能減少，同時(shí)由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能增加.重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這樣做也可以為下一節(jié)講解機(jī)械能守恒定律做好準(zhǔn)備。鞏固練習(xí)1.關(guān)于重力勢(shì)能,下列說法正確的是()。A.重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定B.重力勢(shì)能恒大于零C.在地面上的物體具有的重力勢(shì)能一定等于零D.重力勢(shì)能實(shí)際上是物體和地球所共有的2.在高處的某一點(diǎn)將兩個(gè)重力相同的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋,下列結(jié)論正確的是(不計(jì)空氣阻力)()。A.從拋出到剛著地,重力對(duì)兩球所做的功相等B.從拋出到剛著地,重力對(duì)兩球做的功都是正功C.從拋出到剛著地,重力對(duì)兩球所做功的平均功率相等D.兩球剛著地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相等3.如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從離桌面H的高處由靜止下落,桌面離地高度為h。若以桌面為參考平面,那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)過程中重力勢(shì)能的變化分別是()。A.mgh減少mg(H-h)B.mgh減少mg(H+h)C.-mgh減少mg(H-h)D.-mgh減少mg(H+h)4.有關(guān)重力勢(shì)能的變化,下列說法正確的是()。A.物體受拉力和重力作用向上運(yùn)動(dòng),拉力做功是1J,但物體重力勢(shì)能的增加量有可能不是1JB.從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或斜拋,落到地面上時(shí),物體重力勢(shì)能的變化是相同的C.從同一高度落下的物體到達(dá)地面,考慮空氣阻力和不考慮空氣阻力的情況下重力勢(shì)能的減少量是相同的D.物體運(yùn)動(dòng)中重力做功是-1J,但物體重力勢(shì)能的增加量不是1J5.在離地80m處無初速度釋放一小球,小球質(zhì)量為m=200g,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,取最高點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能參考面。求:(1)在第2s末小球的重力勢(shì)能。(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢(shì)能的變化。6.如圖所示,在水平地面上平鋪n塊磚,每塊磚的質(zhì)量為m,厚度為h,如將磚一塊一塊地疊放起來,至少需要克服重力做多少功?7.運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過程,將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng),在這兩個(gè)過程中,下列說法正確的是()。A.阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功B.系統(tǒng)受到的合外力始終向下C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加D.任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等8.豎直上拋一小球,小球又落回原處,已知空氣阻力的大小正比于球的速度,則()。A.上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B.上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功C.上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率D.上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率9.一條長為l、質(zhì)量為m的勻質(zhì)輕繩平放在水平地面上,在緩慢提起全繩的過程中,設(shè)提起前半段繩人做的功為W1,提起后半段繩人做的功為W2,則W1∶W2等于()。A.1∶1B.1∶2C.1∶3 D.1∶410.如圖所示,半徑為r的光滑圓柱被固定在水平平臺(tái)上,用輕繩跨過圓柱體與兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的小球A、B相連(m1<m2),開始時(shí)讓A放在平臺(tái)上,兩邊繩繃直。兩球從靜止開始,A上升,B下降,以桌面為零勢(shì)能參考平面,當(dāng)A上升到圓柱的最高點(diǎn)時(shí),問:(1)A的重力勢(shì)能是多少?(2)重力對(duì)B所做的功是多少?答案1D,2ABD,3D,4ABC,5(1)-40J(2)50J減少50J,60.5n(n-1)mgh7A,8BC,9C,10(1)2m1gr(2)m2g(r+)重力勢(shì)能課后反思整節(jié)課上下來感覺時(shí)間上比較緊，本節(jié)課重點(diǎn)在于如何處理重力做功與為一體重力勢(shì)能改變量的關(guān)系；難點(diǎn)是如何讓學(xué)生弄懂重力勢(shì)能的相對(duì)性。下面來具體分析下：

1、不管是動(dòng)能定理還是本節(jié)所講的重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,都是過程量與狀態(tài)量變化之間的關(guān)系。因此對(duì)過程分析和狀態(tài)定位非常重要。教師應(yīng)通過例題強(qiáng)調(diào)公式中每個(gè)符號(hào)的物理意義,不要把順序搞錯(cuò),以免給以后深入研究功能關(guān)系帶來麻煩。

2、勢(shì)能是一個(gè)較難理解的概念,學(xué)生在一節(jié)課內(nèi)不易全面理解和掌握。課本直接給出定義和計(jì)算公式,這樣是為了避免給學(xué)生造成理解困難,而淡化了本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)?？稍诮窈髮W(xué)習(xí)中接觸了更多勢(shì)能概念如分子勢(shì)能、電勢(shì)能等時(shí),再進(jìn)一步總結(jié)勢(shì)能特點(diǎn),深入對(duì)它的理解。

3、關(guān)于勢(shì)能是屬于系統(tǒng)的講解,由于課時(shí)所限,在本節(jié)提出也難免囫圇吞棗,因此也擬放在講解機(jī)械能守恒定律時(shí)再深入討論。本節(jié)先簡略說成某物體具多少勢(shì)能,但不要過分強(qiáng)調(diào)這一提法,以免以后糾正困難。4、心理素質(zhì)還需進(jìn)一步提高，教學(xué)基本功還要加強(qiáng)，如粉筆字要加大力度練習(xí)，在引導(dǎo)學(xué)生方面也要加強(qiáng)；

最后，在此感謝所有聽課老師的指導(dǎo)，將對(duì)我以后的教學(xué)有很大的幫助。重力勢(shì)能課標(biāo)分析新課程中重力勢(shì)能概念的引入與舊教