重力势能教学设计.doc

重力势能教学设计.doc

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重力势能教学设计

茂华学校高一物理组

教材分析:

本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体处于一定高度而具有的能为重力势能，接着推导得出重力势能的表达式。

教材的重点在于重力势能的相对性以及重力做功与重力势能的变化的关系上，强调功能的对应关系。

新教材应用大量的插图给予学生直观具体的感受重力势能，在形象思维的基础上又用逻辑分析的方法导出重力做功与重力势能的关系，是一种循序渐进的过程

学生分析：

（1）高一学生对事物的认知还停留在具体的形象思维上，抽象的逻辑思维的建立还需要时间。

所以在教学中我们要借助图片视频等直观手段逐渐引入抽象的物理概念。

（2）重力势能是学生在初中已经接触过的，但当时只停留在定性的分析上。

新课应注意对知识从定性到定量的转化。

教学目标分析：

1.知识目标

（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。

（2）会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

（3）知道重力势能的相对性。

2.技能目标

（1）根据功能关系，推导出重力势能的表达式

（2）学会从功能关系上解释和分析物理现象。

3.情感目标

渗透从对生活中有关物理现象的解释，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。

渗透社会公德教育，让学生认识到高空抛物的危害。

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

重力做功跟物体重力势能改变的关系。

教具准备：

ppt课件，铁架台，大小质量各异的3个小球，细线

教学过程设计

步骤

教师活动

学生活动

设计目的

新课引入

情景引入：

故事引入：

达摩克利斯在大庆宴会时，抬头看到在自己的坐位上方天花板下，悬着一把沉甸甸的锋利的长剑，剑柄只有一根马鬃系着，眼看就要掉在头上，吓得他离席而逃。

提问：

从物理学的角度上看达摩克利斯为什么那么害怕那把长剑？

如果这把剑放在桌子上又或者是把木剑呢？

定义：

地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。

 用EP表示。

学生可能的答案：

掉下来会砸死他

让学生从生活实际中感受重力势能的存在，以及这种能量的普遍存在。

新课教学

一．重力势能

提问：

我们知道物体由于被举高而具有的能叫重力势能。

那么重力势能的大小与哪些因素有关呢？

也就是什么样的物体具有较大的重力势能呢？

大家可以根据刚才的故事，大胆的做出猜测。

实验定性验证：

（教师演示）

（1）将质量不同的两个小球从同一位置落下，观察挂在铁架台下方的小球被弹起的高度。

（2）将质量相同的两个小球从不同位置落下，观察挂在铁架台下方的小球被弹起的高度。

师：

那么我们从这个实验中可以得出什么结论呢？

师：

因此，我们把物理量mgh叫做物体的重力势能，常用Ep表示，即

Ep=mgh

二．重力势能的相对性

师：

假设物理老师重60kg，正处于三楼教室中，每层楼高3米，物理老师的重力势能是多少？

（g=10m/s2，人可看成质点）

师：

大家得到的答案不同，主要原因是大家选择的高度起点不同，也就是我们所说的参考平面不同。

从大家的计算可以看出，如果不选择参考平面，重力势能的值也是不确定的。

所以选择参考平面应该是我们确定重力势能的第一步。

确定重力势能的方法：

1）选择参考平面——高度为0的面，也即重力势能为0的面。

2）在参考平面上方的物体高度为正值，重力势能也是正值；

在参考平面下方的物体高度为负值，重力势能也是负值。

＋、－表示重力势能的大小。

3）参考平面的选取是任意的，一般从研究问题的方便出发来选择，很多时候我们选地面为参考平面。

例1：

质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．（g=9.8m/s2）

参考平面

小球在A点重力势能

小球在B点重力势能

下落过程小球重力做功

下落过程小球重力势能变化

桌面

5.88J

-3.92J

9.8J

减少9.8J

地面

9.8J

0

9.8J

减少9.8J

请同学们完成表格后回答问题

1）比较小球在A,B两点重力势能的大小。

2）参考平面不同时，重力势能相同吗？

重力所做的功呢？

重力势能的变化量呢？

结论：

重力势能的大小与参考平面的选择有关，重力势能的变化量与参考平面的选择无关。

三．重力势能的系统性

重力势能是谁的？

是物体的？

还是地球的？

质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是地球，两者缺一不可。

故：

重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。

学生思考并回答

生：

与高度有关。

依据：

放在地上的物体没有威胁，但是从高空落下的物体却十分可怕。

生：

与质量有关。

依据：

越重的物体落下来伤害越大。

在教师的引导下得出结论：

在相同高度，物体质量越大重力势能越大；

相同质量的物体，高度越高物体的重力势能越大。

学生填写表格

学生分组讨论，每个组可能有不同答案。

有的得到是3600J，有的说是0J.

学生填写表格并分组讨论。

让学生定性的对重力势能的大小影响因素做出判断。

通过简单且观察性强的实验给学生直观的印象。

随堂练习

四：

重力做功与重力势能的关系

师：

我们先来回顾下重力做功的特点。

所以重力做功的表达式是：

WG=mg△h，这边的△h指什么？

与Ep=mgh中的h有什么不同点？

例2一个质量为3g的乒乓球，从高2m处自由下落,着地后反弹起0.8m,求该过程中重力做的功及重力势能的变化量（取地面为零势能面，g=10m/s2）

师：

我们可以得到什么结论？

结论：

重力做功等于重力势能的变化量，WG=-△EP,负号的意义：

当重力做正功时，重力势能变化量为负值，即重力势能减小，当重力做负功时，重力势能变化量为正值，即重力势能增加。

生：

只与高度差有关，与路径无关

生：

一个指高度差，一个指离参考面的距离

学生做题，教师巡视

1．关于重力势能，下列说法中正确的是（　　）

A．重力势能的大小只由物体本身决定

B．重力势能恒大于零

C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D．重力势能是物体和地球所共有的

2．关于重力势能，下列说法中正确的是（　　）

A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定

B．物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大

C．一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能变大了

D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功

3.茂华学校海拔高50m,一位重65kg的同学处于高20m的敏行楼楼顶。

（1）以海平面为零势能面，该同学的重力势能

（2）以地面为零势能面，该同学的重力势能

（3）该同学从楼顶运动到一楼，重力做功为多少？

重力势能变化了多少？

小结

本节我们学习了以下知识：

一、重力做功的特点：

与路径无关，只与起点和终点的高度差有关

二、重力势能：

地球上的物体具有的与它高度有关的能量。

表达式Ep=mgh

三、重力做功与重力势能变化的关系

重力做正功，重力势能减少

重力做负功，重力势能增加

四、重力势能是相对的，正负表示大小。

一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。

板书设计

作业

课后反思

2.2重力势能

一、重力做功

WG=mgh1-mgh2

二、重力势能Ep=mgh

1、重力做功与重力势能的变化

2、重力势能大小的确定

3、重力势能的系统性

课后习题1，2，3，4

待完成

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