高一物理《重力势能》教案

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1、课题重力势能课型新授课教学目标知识与技能1．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．3．知道重力势能的相对性．过程与方法用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程．情感、态度与价值观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、难点教学重点重力势能的概念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相对性．教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段CAI教学课件，视频展示台。第9页共9页

2、教学活动[新课导入]我们来回顾几个定义。1、功的定义是什么？2、做功和能量存在怎样的关系？能量改变的途径有做功和热传递。所以说，当有力做功时，必然伴随着某种能量的变化。可以说：功是衡量能量变化多少的量度。3、什么是重力？4、什么是势能？在第一节中讲到：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。运动的物体有做功的本领，物体由于运动而具有的能量就是动能。水力发电站就是利用水的动能，冲击水轮机并带动发电机转动而发电。那么，大家是否注意到：几乎所有的水力发电站都有高高的拦河大坝？（幻灯片：三峡大坝）这是为什么呢？大家初中已经学过重力势能了，物体

3、由于被举高而具有的能量叫重力势能。我们来看一下更多的与重力势能有关的例子。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。（展示图片一：）这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。可见，有些

4、重力势能在自然界中的能量是巨大的。（展示图片二：）这幅图片说的是2002年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少100人失踪。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。今天这节课我们将深入地学习重力势能知识及其应用。[新课教学]创设情境（1）如果分别在三个同学上方悬挂一个气球，篮球，铁球，大家说这三位同学在下面坐着会有什么感受？为什么在气球篮球下方的不担心？这个情景说明了什么？这三个球有不同的能量，它们有不同程度的做功的本领，而且这种本领还与某种因素有关。（

5、2）不同高度的篮球砸到两个同学身上，哪个同学感觉更疼？处于不同高度的两个篮球，他们的做功的能力也不同，说明这种做功的本领还与另一种因素有关。物体由于被举高而具有的能量是重力势能，所以这里不同程度的做功本领指的就是各个球的重力势能。那有以上我们的分析，大家想一下影响重力势能的因素是什么？我们已经定性地知道重力势能与质量和高度有关，那到底是什么样的关系，或者说，重力势能的表达式是什么，下面我们来定量的研究一下重力势能的表达式。一、探究重力势能的表达式我们要从哪里入手研究呢？功是衡量能量变化多少的量度，那我们可以通过研究做功来探究重力势能

6、。那么要探究重力做功，就要研究重力做功。分析物体的下落过程。1、物体竖直下落。WG＝mgh＝mgh1－mgh2学生活动功等于力乘以力的方向上通过的距离。物体由于地球吸引而受到的力。为了提高水位，水位被提高的水具有很高的重力势能。重力势能转化为动能发电。上方挂铁球的同学最害怕球掉下来。从更高处落下的那个球。质量，高度。第9页共9页2、物体沿倾斜直线下落。WG＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh23、物体沿曲线下落。WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＝mgh＝mgh1－mgh2以上三种情况，三种不同的路线，相同的初末位置

7、，结果重力所做的功相同。这说明的重力做功的什么特点？我们以上三种情况所得的重力做功的结果为mgh，这个mgh是一个具有重要意义的物理量。为什么它有特殊意义呢？一方面，重力做功为mgh，另一方面，mgh随高度的变化而变化，符合重力势能的特征。因此，我们把物理量mgh叫做物体的重力势能。二、重力势能1、定义：重力势能EP的定义：物体处于一定的高度而具有的能量。即EP=mgh2、重力势能的单位：焦耳（J）3、重力势能是矢量还是标量4、重力势能是状态量还是过程量？我们从重力做功出发得出了重力势能的表达式，EP=mgh，则重力所做的功WG＝m

8、gh1－mgh2就可以表示为WG=Ep1-Ep2。等式的左边是重力所做的功，等式右边是重力势能的一个差值。物理中的增量都是用末态减去初态，所以Ep2–Ep1=△Ep由此可得重力做功与重力势能变化量之间的关系为WG=Ep1-Ep2=-△