2019-2020年高中物理《重力势能》教案12 新人教版必修2

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1、2019-2020年高中物理《重力势能》教案12新人教版必修2【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

2、。【教学重点】重力势能的概念、表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，

3、可以把水泥桩打进地里，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。结论：重

4、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：前面我们结合功和能的关系分析得到

5、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，这个水平面的高度为零，重力势能也为零，这个水平面叫

6、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

7、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