74重力势能教学设计全面

1、重力势能教学设计 省海州高级中学 袁亚琴 一、教材容分析 本节教材与过去的处理方法相比，教材认真分析了重力做功与路径是否有关的问题。这样做的目的不是 为了追求严密，而是想有助于学生形成严肃认真的科学态度。教材强调科学方法，引导学生用比较高的观点 处理问题，只要求学生能够“跟”来，并不要求学生去重复形成他们的“科学素质”。在讨论物体沿任意路 径运动时重力做功的问题时，又一次用到了极限的思想。学生经过多次接触，对这样的方法逐渐就熟悉了。 本节重力势能是机械能的重要容。要从重力做功与路径无关的特点出发，理解建立重力势能概念的可能性， 掌握重力势能的定义式，明确重力做功和重力势能变化的关系。 二、学情

2、分析 1高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接 相联系，仍需具体形象的图片、现象来支持。 2学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能及体验建立过程。 3学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。 三、设计思路 重力势能一节新教材与旧教材相比有很大变化。教材首先从重力做功开始，讨论物体竖直向下运动、 沿倾斜直线向下运动、以至物体沿任意路径向下运动几种情况的重力做功，利用极限思想，严格证明了重力 对物体做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。分析“mgh”是一个具有特殊意义的物理量，来定

3、义重 力势能。通过让学生求讲台上一本书的重力势能，学生给出答案的多样性，质疑引导学生讨论出重力势能具 有相对性。通过例题结论分析，形象地理解对于不同的参考平面，物体在某一位置具有不同的数值；引出重 力势能是标量，但有正、负，正负代表大小，不代表方向，并且指出这里的正负与功的正负的区别；得出重 力做功与参考平面无关，重力势能的变化与参考平面无关；探究出重力势能的变化和重力做功的关系。这样 做使学生对重力势能的理解加深，思路清晰。 本节课容既是重点又是难点，学生在一节课不容易全面理解和掌握，教学中不宜追求多而全，可以在后 续课程中逐渐理解与加深。 教学过程中可以多举身边的实际例子，由简单的现象如课

4、本下落砸在手上感觉比较进行分析，便于得出 结论，学生也容易接受。 教法上教师应充分调动学生的思维，使学生始终处于学习的主体，激发探究意识和学习的积极性。 四、教学目标 （一）知识与技能 1、知道重力做功与路径无关 . 2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算. 3、知道重力势能的相对性 . 4、理解重力势能的变化和重力做功的关系 （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 五、重点难点与突破方法 重点： 重力做功与路径无关，重力势能的

5、概念，重力势能的变化和重力做功的关系。 难点： 重力势能的变化和重力做功的关系，重力势能的相对性和系统性。 六、教学方法与教学资源 教学方法： 探究、讨论、讲授、实验观察法、分析归纳法、讲练法。 教学资源： 多媒体 、 两本质量不同的书、一白纸、重锤 七、新课教学 （ 一）、新课引入 教学容 教师活动 学生活动 引入新课 在上课之前，老师想请一位学生帮老师一个忙， 哪位同学？ 现在老师把手中的一白纸揉成团，在距你手一 定高度处由静止释放，你敢不敢接 ? 接着老师把纸团换成一个重锤，如果重复刚才 的动作，你敢不敢接？ 提问：纸团与重锤落到手上有什么不同的感 觉？ 为什么呢？ 质量大是一方面，实际

6、上是重锤具有的能大。 在本章的第一节追寻守恒量中我们就认识 了一个物理量 - 重力势能 （ 物体由于被举高而 具有的能 ） 。那么，今天我们就来定量的认识这 种能。 探究一： 重力势能大小与哪些因素有关呢？ 性） 用自己的课本做如下实验 1）同一课本从不同高度由静止下落到自己手 上，手的感觉 ? ? ? 2）不同质量的课本从同一高度由静止下落到自 己手上，手的感觉 ? ? ? 从中可以得到什么结论？ 重力势能与质量、高度有怎样的定性关系？ 学生回答敢。 学生回答敢。 学生思考、在老师的引 导下，回答问题。 重锤 砸在手上疼。 因为重锤的质量大。 学生探究得到： 重力势 能与物体的质量、 高度

7、有关。 质量一定， 物体高度越 高, 重力势能越大；高 度一定，物体质量越 大，重力势能越大。 定， 进行新课 一、重力做 功 设计意图 联系实际，激发 学生的兴趣，引 发学生思考。 引入课题 书在下落过程中，高度降低，重力势能要减小， 我们还知道，高度变化了，重力就要做功。因 此，重力做功与重力势能的变化是有联系的。 本节课我们就从研究重力做功入手，来认识重 力势能。 探究二：重力做功的特点？ 根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情 况中小球由 A 运动到 B 过程中重力所做的功。 h B B h2 乙 甲 h1 过程甲、乙结果为： WG=mgh=m（g h1-h 2 ） h1 A2 A1

8、 h2 A3 h3 h h1 在练习本上推导后， 生代表发言。 通过动手实验， 使学生产生强烈 的求知欲望。学 生根据自己的探 究情况在班上作 发言、交流、逐 步形成共识。 将重力做功与重 力势能的变化联 系起来。让学生 能够了解本节课 的学习目的，初 步建立起学习思 路。 学生根据公式可 以自行推导出结 果，要让学生养 成良好动脑、动 手习惯，教师不 可包办代替。 过程丙： 这一过程中，教师听取学生汇报，点评 学生选出代表发表自 极限的思想，学 把整个路径分成许多很短的间隔； 己的见解， 直至谈出微 生在前面的学习 由于每一段很小很小，都可以近似看作一段倾 元的想法。 中已经接受过， 斜直线

9、； 程度好一些的学生还 在此，学生应该 分别求出物体通过每一小段倾斜直线时重力所 可能根据功的定义式 能够按预想的思 做的功； 直接找出恒力（重力） 维结果回答出问 物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力 及其方向上的位移 （高 题。激发学生学 在每小段上所做的功的代数和。 度），得出结果。 习兴趣，引导学 结果： WG=mgh=mg（ h1-h 2 ） 板书： 公式： WG=mgh=mg（h1-h 2 ） 强调： h 是物体初末位置的高度差。 生积极探索。 学生可能回答出 “沿不 引导学生学会分 通过甲、乙、丙的计算结果，请学生总结重力 同方向运动， 重力做功 析数据，归纳总 做功的特点。

10、得出结论： 相同” 等结论，教师要 结规律。 重力做功的特点： 进一步给予说明引导。 （1）与物体的路径无关； （ 2）只跟物体初末位 也可能得出结论的意 置的高度差有关。 思，表达不一定很准 例题 1：一质量为 5kg 的小球先竖直上升 5m， 再水平向右移动 5m，最后竖直下降 5m，求： 2 三个阶段以及整个过程重力做功（g=10m/s2）。 确。 提问计算结果。 了解公式的应 上升阶段： 用，计算中明确 h WG=-mgh=-250J 水平阶段： WG=mgh=0 下降阶段： WG=mgh =250J 整个过程： 的含义。 如何判断重力做功的正负？ 重力做功的正负 W0 重力做正功 ,

11、高度下降 W=0 重力不做功 , 高度不变 W0 物体处于参考平面的上方 Ep=0 物体处于参考平面 Ep0 物体处于参考平面的下方 强调：在计算重力势能前先确定正负。 （ 3）重力势能的正负有什么含义？ 标量，“+”“-”只代表大小，不代表方向。 我们在前面学习功，功也有正负，功的正负什 么含义？表不表示大小？表不表示方向？正负 只表示？ 举例比较 5J 与-7J，如果是功的话，谁大？如果 是重力势能，谁大？ 重力势能的正负要与功的正负区分开。 （ 4）重力做功与参考平面选取有没有关系？ WG与参考平面选取无关。 （5）重力势能的变化与参考平面的选取有没有 关系？ Ep与参考平面选取无关。

12、（ 6）重力做功与重力势能的变化之间存在怎样 的关系？ 在黑板上利用重力做功的公式推导出来。 重力做功与重力势能变化的关系： W G=-(Ep2-Ep1)=- Ep 重力做功等于重力势能变化的相反数。 重力做正功，重力势能 减少； 重力做负功，重力势能 增加。 特别强调： Ep 只与重力做功有关，与其他因 素均无关。我们将在下节课继续探讨。 举例：重力做了 10J 的功，重力势能一定减少 了 10J. 例题 2：关于重力做功和物体的重力势能， 下列 说法中错误的是 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地球上任何一个物体的重力势

13、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 例题 3：一物体从 A 点沿粗糙面 AB 与光滑面 AC 分别滑到同一水平面上的 B 点与 C 点，则 下列说法中正确的是 A 沿 AB 面下滑时重力做功多 B沿两个面下滑时重力做的功相同 C沿 AB 面下滑时重力势能减少得多一些 D沿两个面下滑时减少的重力势能相同 例题 4：起重机将质量为 m 的物体沿竖直方向 匀速提升高度 h，则起重机钢索的拉力对物体做 的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体 的重力势能变化了多少？ 组数据，可以得出重力 做功等于重力势能变 化的相反数 应用的重点又是 难点，学生独立 完成有一定困 难，需要老师

14、的 引导。不能生硬 的给出结论，为 学生的理解和后 续的应用作好铺 垫。 学生回答 理解重力做功的 特点以及重力势 能的变化和重力 做功的关系。 熟练计算重力做 功、重力势能的 改变。 课堂小结 这节课我们学习了哪些容，谁能来总结一下？ 用 ppt 展示小结容： 1、 WG=mgh 重力做功与路径无关，只跟物体初末位置的高 度差有关。 2、 Ep=mgh 即：物体的重力势能等于物体的重力和它的高 度的乘积 Ep=mgh 3、单位：焦耳。 4、重力势能具有相对性。 5、重力势能为标量，但有正负， “+”、“- ”只 表示大小，不表示方向。 6、重力做功等于重力势能变化的相反数。 认真总结概括本节容， 交流、 比较，看谁的更 好，好在什么地方。 总结课堂容，培 养学生概括总结 能力。 教师要放开，让 学生自己总结所 学容。 布置作业