人教版高中物理必修二第7章第4节重力势能教案

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1、重力势能教学设计（一）创设情境、激趣导入投影多媒体图片:利用生活常见事例,创设问题情景，激发学生兴趣。初中的时候我们已经学习过，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。（展示图片一:）这是一幅水力发电站图片，是利用水的重力势能来发电的。这些重力势能正在造福人类。可见，有些重力势能在自然界中的能量是巨大的。过渡语:既然自然界中有些重力势能具有巨大的能量，那么我们人类可以将之加以利用。播放举重运动员的杠铃落到地上，会砸穿地板，夸张的视频说明杠铃具有什么巨大能量？由以上资料可知，重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然，才能更主动的改造自然。今天这节课我们将

2、深入地学习重力势能知识及其应用。（二）启导互动、主体探究通过前面对功和能关系的学习，我们知道了怎样判断一个物体具有能量，即:一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量；而且对外做功越多，这个物体具有能量就越多。（引导学生进行如下探究）探究实验：重力势能的大小与哪些因素有关？1.提出问题：重力势能的大小与哪些因素有关？2.猜想：（1）重力势能的大小与物体的质量有关；（2）重力势能的大小与物体所处的高度有关。3•设计实验：a）实验器材:一个装有适量细沙的矿泉水瓶和瓶盖，一根细木筷，质量不等的2个钩码，一把直尺，一个铁架台等。b）实验方法：i.把装有适量细沙的

3、矿泉水瓶放在地上，再把细木筷插入细沙中；ii.用同一铁块从不同高度处从静止开始释放，观察木筷插入细沙中的深度。iii.在木筷的正上方，用不同的小钩码从同一高度处从静止开始释放，观察小钩码被撞入细沙中的深度。4•进行实验:将数据填入表格中:实验次数钩码质量钩码下落处与瓶盖的距离木筷被撞入细沙中的深度1234（3）分析与论证:分析：从实验现象可得到，同一物体下降的位置越高，重力势能越大；不同物体从同一高度下落，质量越大的，重力势能越大。结论:物体的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能就越大。（4）评估与交流：a）为什么不同的小球要从同一高度释放？同一小球却要从

4、不同的高度释放？答：这其中用到了“控制变量法”来研究问题。不同的小球从同一高度释放的目的是为了控制高度相同，研究重力势能与质量的单一关系；同一小球要从不同的高度释放，也是为了控制质量相同，研究重力势能与高度的单一关系。b）你的猜想正确了吗？答:正确。实验反思：本实验体现了“控制变量法”的实验原理，在实验教学中要加强对学生实验原理的渗透。在研究物体质量与重力势能的关系时需要控制物体被举高的高度相同；在研究物体被举高的高度与重力势能的关系时要控制物体的质量相同。还要加强学生对实验现象的分析与实验数据的记录。（三）理论研究（一）刚才同学们做过的实验中，重力做的功的

5、计算中：WG=mgh=mg（hl-h2）=mghl-mgh2（让学生思考后说出结果）当物体沿斜面由A运动到C的过程中重力做的功为：WG=mgLcos0=mgh=mg(hl-h2)=mghl-mgh2(让学生说出结果)当物体沿曲面由A运动到C的过程中重力做的功比较复杂：（教师引导学生分析、理解、认识）对于物体沿曲面运动的情形，釆用前面用到的极限分析的方法将运动路径分成许多很短的间隔，由于每一小段都很小，故可近似地看成一小段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别是Ahl,Ah2,Ah3,…，这样每一小段的研究就可以用图2的方法处理了，即每一小段中物体做的功分别为：

6、mgAhl,mgAh2,mgAh3,…所以WG=mgAhl+mgAh2+mgAh3+-・=mg（Ahl+Ah2+Ah3+—）=mgh=mghl-mgh2汇总以上三种情况的分析，借助课件中的场景图，引导学生分析、总结出推导的结论在三种不同的运动形式下，物体的重力做了相同的功，这说明重力做的功有着明显的特点，请每组的同学们互相探讨一下。学生说出自己的观点后，教师借助课件在学生回答的基础上整理出结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。【用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，让学生亲身感受知识的建立过程。通过重力做功的

7、理论推导，重温了极限思想这一重要物理方法的应用，培养了学生的逻辑思维能力，也为学生从本质上理解与认识重力势能打下了坚实的基础】（二）根据刚得出的重力做功的公式，我们知道重力做的功等于mghl和mgh2的差，由此可见mgh具有某种特殊的意义！联系前面《追求守恒量》一节中的势能知识，谁能领着大家一起回忆一下什么是势能？学生回答；相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。请同学们根据你的理解想一想mgh这个物理量是不是势能？并简单的说明理由。教师引导学生进一步总结，mgh中的mg是重力，而重力是物体与地球之间的相互作用，hl和h2分别表达的是物体所处的位置，故

8、物理量mgh只是与所处的位置hl和h2以及重力mg有