《重力势能》教案

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江苏省响水中学高一物理备课资料《重力势能》教案主备人：张德智教学目标二次备课一、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二、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三、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：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：1．重力势能与重力做功的关系2．重力势能的系统性和相对性教学方法：师生互动、辩证思维、逻辑推理教学用具：PPT课件，视频及图片资料课时安排：1课时教学过程：一、引入新课通过图片和视频资料让学生回忆它们为什么能做功？(打桩机、粉笔下落等，通过其能量的变化分析得出它们具有重力势能)◆重力势能与哪些因素有关呢？◆重力势能的大小用什么来量度呢？◆重力势能与重力做功是否有关？有着怎样的关系？(也许科学家们曾经苦苦思索过这个问题)二、新课教学(一)重力做功的特点◇重力做功与什么因素有关呢？1．计算物体下落过程中重力所做的功W=mgh=mgh-mghG12第-1-页共5页

1江苏省响水中学高一物理备课资料2．计算物体沿斜面下滑重力所做的功W=mgsinα·s=mgh=mgh-mghG12◇如果物体沿曲面运动且下降高度也为h那么重力又做多少功呢？3．计算物体沿曲面下滑重力所做的功W=mgh+mgh+mgh+……=mgh=mgh-mghG12312◇假如物体沿任意路径下降高度为h，那么它做功为多少呢？◇学生计算前两种情况，教师引导学生分析第三种情况，最后拓展到一般情况。结论：重力做功与路径无关。(可让学生总结)练习：1．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是：A．沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C．沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多D．以上种情况克服重力做功一样多(D)2．将一物体由A移到B，重力做功A．与运动过程中是否存在阻力有关B．与物体沿直线或曲线运动有关C．与物体是做加速、减速或匀速运动有关D．与物体发生的位移有关(D)◆重力做功与路径无关，是否与重力势能有关系呢？◆如前所述重力势能与物体的质量、位置(高度)有关而与其它无关，这与重力做功也与高度有关的相似性是否有必然的联系呢？■看起来，物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积“mgh”，是一个具有特殊意义的物理量(二)重力势能■mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面随着高度的变化面变化，恰如重力势能有一致的基本特征。所以，我们把mgh叫做重力势能结论：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。◆表达式：E=mghP◆单位：与其它能量一样都是焦耳(J)推导一下是不是？(与功？)◆重力势能是标量(三)重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能表达式非常相似，那么它们的有着怎样的联系呢？实例分析：质量为m的物体从A点运动到B点，E如何变化？变化了P第-2-页共5页

2江苏省响水中学高一物理备课资料多少？重力做正功还是负功？做了多少功？它们之间有什么关系？进一步分析得出结论：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。表达式：W=-(E-E)或W=E-EGP2P1GP1P2或：mgΔh=mg（h－h）=mgh－mgh＝E-EP1212P12即：重力做功与重力势能变化相反练习：1．当重力做负功时A．重力势能一定增加B．重力势能一定减少C．物体速度可能增大D．物体可能减速或匀速（ACD）2．一质量为50kg的人从二楼（高3m）走到四楼（高12m）。求：（1）二楼时的重力势能（2）四楼时的重力势能（3）重力势能的变化量（4）重力所做的功（5）重力做功与重力势能变化关系（四）重力势能的相对性和系统性1．高度的相对性2．重力势能的相对性确定重力势能前必须首先确定参考面，这个面的高度为0，其重力势能也为0，此面为零势面。◆若物体处于零势面以下，则重力势能为多少？（运用重力做功推导）◆重力势能的变化与参考面选择有关吗？重力势能有正负3．势能的系统所共有的◆如果重力突然消失还有重力势能吗？为什么？◆那么能说重力势能只是物体本身所具有的吗？重力势能是与地球所共有的，没有了地球也就谈不上重力势能◆但是：由于地球的质量太大，物体的运动对地球没有什么影响，所以也常常说某某物体具有多少重力势能。小结：1、重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差。2、重力势能是标量，单位是焦耳。重力势能有正负，但不影响重力势能的变化。3、重力势能与重力做功的关系：重力做正功，重力势能增加重力做负功，重力势能减少4、重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的有关，同一物体处在不同高度处时重力势能的差值却与参考平面的选择无关第-3-页共5页

3江苏省响水中学高一物理备课资料课堂反馈：1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；C、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。2.关于重力势能的理解，下列说法正确的是A.重力势能是一个定值B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的3、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：A、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的动能一定减少50J；D、重力做了50J的负功。4、以地面为参考面，一质量为10kg的物体从离地面10m高处下降到离地面5m深处的井下，求：（1）物体原来的重力势能（2）物体后来的重力势能（3）重力势能的变化（4）重力所做的功（5）由此得出重力做功与重力势能变化有什么关系？5、一根均匀的直棒平放在地面，将它缓慢地竖直立起时O点不滑动，若棒的质量为ｍ，棒长为L，则棒被竖直立起时外力做功至少为_____，重力做功为_____，物体克服重力做的功为_____，棒的重力势能增加了_____。作业：1、复习《重力势能》，预习《探究弹性势能的表达式》2．完成课课练功3．书面作业：P13－2、3第-4-页共5页

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