2022高中物理22势能的改变教案2鲁科版必修2

《势能的改变》教学设计【教材剖析】“势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能联合一些实例，从功能关系、能量转变的角度剖析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律做好准备。【教学目的】㈠知识与技术1．理解重力势能的观点，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能拥有相对性、重力势能的变化拥有绝对性。2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。3．理解重力功是物体重力势能变化的量度。4．知道弹性势能的初步观点。㈡过程与方法1．经历发散思维和理论探究概括能力2．领会用“实验法”和“理论推导”相互考证研究问题的方法㈢情感态度与价值观1．渗透从对生活中相关物理现象的察看，获得物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。2．预防高空坠物的社会公德教育，增强民族骄傲感和荣誉观点。3．体验科学不只是是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。【重点难点】重点：重力势能的的观点及重力做功跟重力势能改变的关系。难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。【设计思想】本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲解法、概括法。经过惊心动魄的雪崩视频引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生经过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究；经过设计物理过程领会“理论探究法”定量研究。经过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，进而打破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转变的量度。【教学过程】一、新课引入作为南方的我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、安静的感觉，一种心灵的洗涤。可是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙翻江倒海而来，你将感觉到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色惧怕，将对人们的生命与财产带来灾难，我们将其形容为白色的灾难。为什么这么漂亮的雪花有如此大的损坏力是因为它们拥有能量。只需一有时机，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。（功是能量变化的量度，能量的变化经过做功来实现）定义：地球上的物体由于处于一定的高度而拥有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。用Egh▲提出问题：重力势能的大小与什么因素相关▲成立假定师：同学们能够根据已有的知识和经验，勇敢提出自己的假定，并且说明你的原因。生：高度相关。①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而拥有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。②比如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不感觉什么可是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你坐立不安。“禁止高空抛物”；高层建筑在施工时必须有“工程防备网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险）生：①与物体的质量（重力）相关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃，就不会感觉可怕。②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是200千克的杠铃，你有何感受生：与质量和高度都相关系。（教师做好对学生的即时性评论）▲查验假定①实验定性查验出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶）、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果显然，可见度大。教师演示，要求经过3个实验步骤，能够科学谨慎的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。[教师引导]前面我们已学过，物体所拥有能量越大，对外做功的本领就越强。获得：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。②理论定量推导师：功是能量变化的量度，我们能否经过“力做了多少功，对应的重力势能就有多少发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系。学生议论、设计物理过程，并发表自己的设想。可能的设想：（教师随手演示）mmhh图1图2如图1，小球做自由落体运动，由动能定理mgh=1mv2;由“能量守恒”（动能由重力E1mv2gh2势能转变而来）重力势能等于动能即2如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg；则F做功为WF=Fh=mgh;由功能关系获得：Egh▲得出结论：Egh◆第二层次：理解Egh主要采取讲解式①标矢性：标量②单位：焦耳（J）③相对性：Em=2kg，h=50m，h1=10m，g=10m/2A：16楼：3楼mgh

Ep

mgh

mgh

Ep

mghWG

E

p

69公斤

160公斤

187.5

公斤

347.5

公斤。试求：1、杠铃的势能变化多少2、重力做功多少（张国政能在短时间内爆发出如此巨大的功率绝非一日之功，为了能为祖国争得荣誉，运动员在平时的训练中付出心血。）训练2：一位同学说：若以喜马拉雅山的山顶为零势能参照平面，则长江山峡的水库所储备的大量水的势能是负值，所以它就不能发电了。你认为此同学的说法对吗为什么训练3：（选做）做竖直上抛运动的物体，在上涨到某一高度时，重力势能的改变量为EP，动能的改变量为EK，物体战胜重力做功WG，物体战胜空气阻力做功Wf，则下列关系正确的选项是=WG

B

EP=WGWfCEK=-

E-Wf

D

EK=

EWGWf（五）、弹性势能（据课时情况，能够让学生自学）生活中还有一些物体既没有运动也没有很大的高度却同样“储藏”着能量，哪怕它只是孩童手里的玩具（图片：弹弓）。张紧的弓一撒手就会对箭支做功改变它的动能，松弛的弓有这样的本领吗同样是弓前者拥有能量尔后者没有，那么什么情况下物体才拥有这种能量呢张紧的弓在恢还原状的过程会对外做功，可是拉断的弓还能有做功的本领吗1．定义：物体由于发生弹性形变而拥有的能量叫做弹性势能。2．弹性势能的大小与哪些因素相关呢[小实验]出示玩具弓箭、能够上发条的小汽车，让学生自己做实验。弓箭的皮筋拉得越长，恢还原状时对塑料箭做功越多，塑料箭获得的动能越大，射得越远。发条上的越紧，小车运动的时间越长。[学生总结]弹性势能的大小同弹性形变的大小相关。弹性形变越大，弹性势能也越大。[教师强调]弹簧处与原长时弹性势能为0；弹簧的伸长和压缩的长度相同则弹性势能也相同举例：生活中还有那些利用弹性势能的例子呢拉伸或压缩的弹簧、球拍、撑杆跳高、跳板跳水等。3、势能由相互作用的物体的相对地点决定的能量。重力势能：由地球和物体间相对地点决定。弹性势能：由发生形变的各部分的相对地点决定。（六）讲堂小结1．重力势能是地球和地面上的物体共同拥有的。重力势能的大小拥有相对性，确定了参照平面，物体重力势能才有确定值。但重力势能的改变是绝对的。2．重力做功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末地点相关。3．重力做功是重力势能变化的量度。[教师总结]对于人类与重力势能的认识，是一个从惧怕到挑战直到利用的过程。人们对重力势能的惧怕感是与生俱来的（雪崩、泥石流：2006年2月17日泥石流突袭菲律宾2000人丧生）。可是随着人们经过生产实践中对重力势能的认识的逐步加深，我们开始变得乐于挑战这种能量（攀岩运动）。甚至在能够控制的范围内享受重力势能带给我的各种乐趣（过山车）。可是科学的意义不只是是认识自然，挑战自然，更在