高中物理《重力势能》教案12 新人教版必修2

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1、五重力势能【教学目标】1、知识目标(1)正确理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；(2)理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关的特点；(3)知道重力势能的相对性，会根据具体问题选择参考平面，知道重力势能是标量，理解重力势能正、负的含义；(4)定性地了解弹性势能，知道发生弹性形变的物体具有弹性势能。2、能力目标(1)根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；(2)学会从功和能的关系上解释和分析物理形象。3、德育目标渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。【教学重点】重力势能的概念、表

2、达式及重力做功跟物体重力势能改变的关系。【教学难点】重力势能的系统性和相对性及对于势能这种潜在做功能力的理解。【教学方法】实验观察法、分析归纳法、讲练法。【教具准备】轻重不同的铁球两个、透明玻璃容器、沙子、投影片。【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？大家都知道水力发电站是利用水来发电的，是利用水的什么能来发电的呢？本节课将定量地学习与重力势能有关的问题。二、新课教学1、重力势能打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥桩

3、打进地里，说明被举高的重锤具有重力势能。(1)概念物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。(2)与重力势能有关的因素如果有一片树叶从高处正落向你的头顶，相信你不会避让。但一块砖头正从你的头顶上落下时，你会迅速走开。而同样是社块砖头，如果就放在你的头顶上，相信你也不会害怕。这是为什么呢？演示实验：在一个透明的玻璃容器内装上沙子。实验一：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。实验二：用大小不同的两个铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。现象：在实验一中，铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大；在实验二中，质量大的铁球落在沙子中的深度大。

4、结论：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。那么，怎样定量地表示重力势能呢?(3)表达式前面我们学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么重力所做的功与物体重力势能的变化之间是：重力所做的功等于物体重力势能的变化。把一个质量为ｍ的物体竖直向上抛出，上升过程中，物体克服重力做功(重力做负功)，物体的重力势能增大。下落过程中，重力做正功，物体的重力势能减小。下面我们再来定量地分析一个例子：质量为ｍ的物体从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，重力所做的功为多少?重力所做的功为：前面

5、我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，而我们经过推导又得到重力所做的功等于mgh这个量的变化，所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能。EP表示物体的重力势能，ｍ表示物体的质量，g为重力加速度，ｈ为物体的高度。物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，或等于物体的质量、重力加速度和它的高度三者的乘积。(4)单位在国际单位制中，重力势能的单位也是焦耳。1kg·ｍ/s2·ｍ＝1Ｎ·ｍ＝1J(5)说明①重力势能的相对性高度是相对的，引起重力势能的数值也是相对的。我们说物体具有重力势能mgh，这总是相对于某个水平面来说的，这

6、个水平面的高度为零，重力势能也为零，这个水平面叫做参考平面。重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，只有当零势能参考平面选定后，重力势能才有相对确定的数值。如：有一个物体质量为m，放在三楼顶，每层楼高ｈ，则该物体的重力势能为多大?我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面，以一楼地面为参考平面得到物体的重力势能为3mgh；以二楼地面作为参考平面，得到的重力势能为2mgh；以三楼地面为参考平面，则物体的重力势能为mgh。选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但这并不影响研究有关重力势能的问题。因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值

7、并不因选择不同的参考平面而有所不同。如图，请学生分别写出以桌面和地面为参考平面时的小球的重力势能：EP1＝mgh1，EP2＝mg(h1＋h2)，可以看出，结果是与零点选取有关的。因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置。h2h1再请学生写出两种参考平面选取情况下，小球从初位置落在桌面上时与初态的重力势能差：ΔEP＝mgh1，这是与零点选取无关的。可见，不论我们如何选择参照系，对于一物理过程，重力势能的改变是一定的。我们今后的学习中，更多地是研究某物理过程中重力势能的变化，这时我们就可以适当选择参照系使问题简化，而不会影响结果。a．重力势能是相对的，选取不同

8、的参考平面，物体的重力势能的数值不同；b．参考平面的