高中物理-重力势能教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE3PAGE重力势能教学设计步骤教师活动学生活动设计目的新课引入情景引入：蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难！（出示雪崩视频）（出示美国内华达州亚利桑那陨石坑幻灯片图片）雪崩和陨石为什么有这么大的威力？这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．用EP表示。那么重力势能的大小与什么因素有关，又如何定量表示呢?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。新课教学重力做功两个体验性问题：体验一：同一小球从不同高度落到水平地面上，效果有什么不同？体验二：在你的头顶上方相同的高度，用细绳分别悬挂一个乒乓球和铅球，你的感觉有何不同？探究一：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？大家可以根据自己的生活实际，大胆的做出猜测，并说说你的理由。探究二：当物体的高度发生变化时，重力会做功，同时物体的重力势能也发生变化。两者之间有什么关系？重力做功WG（正、负）重力势能Ep（增加、减少）物体上升负增加物体下落正减少师：重力做功与重力势能的变化密切相关，那么我们就可以通过研究重力做功来寻找重力势能的具体表达式。探究三：请同学们计算一下三种情况下重力所做的功。1、质量为5kg的物体自由下落10米2、质量为5kg的物体从高10米倾角60度的斜面滑到斜面底端3、质量为5kg的物体从高10米的不规则斜面下滑到底端师：同学们观察上面三种情况下重力所做的功，发现他们有什么共同点和什么不同点吗?师：通过上述的计算，我们可以得到这样一个结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而与物体运动路径无关。即：WG=mgh1-mgh2重力势能师：从上式大家可以看出，mgh这个物理量具有特殊意义。一方面它与重力做的功密切相关，另一方面它随高度的增加而增大，随质量的增加而增大，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，常用Ep表示，即Ep=mgh师：在定义出重力势能的表达式后，我们就可以得到重力做功与重力势能的变化的关系1、重力做功与重力势能的变化的关系：WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2例题：塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s-2)2、重力势能的相对性师：请同学们讨论一下，将质量是2kg的小球放在2楼的地面上，该球的重力势能是多少？g取10m/s2，每层楼高3米。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。例题：如图，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=10m/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6J-4J10J减少10J地面10J010J减少10J请同学们完成表格后回答问题比较小球在A、B两点重力势能的大小。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。重力势能的系统性重力势能是谁具有的？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。学生分组探究生：与高度有关。生：与质量有关。在教师的引导下得出：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。学生填写表格第一种情况：WG=mgh=5J第二种情况：WG=mgh=5J第三种情况：WG=mgh=5J生：共同点：三种情况重力做功相同不同点：三种情况物体运动的路径不同。学生自我解决学生讨论，可能有不同答案。有的得到是60J，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。随堂练习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、关于重力势能的几种理解，正确的是()A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C、在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D、相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但不影响研究重力势能的变化3．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4．下列关于重力势能的说法，正确的是()A．重力做功只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C．重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负D．重力势能的变化量等于重力对物体做的功学生做题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7.4重力势能一、重力做功WG=mgh1-mgh2二、重力势能Ep=mgh1、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。这节课的设计能循序渐进，抓住了学生的思维特点，学生能由浅到深的思考问题，得到结论，调动了学生的兴趣和积极性，把课堂还给了学生，有了些探究的味道，老师起了引导作用。改变了一些以前满堂灌的传统教学模式，能引导学生自己去分析问题，解决问题，得出结论，学生注意力集中，基本都很热情的参与，感受到了有成就的自豪感，感觉到了是自己推导出的结论，确实是在老师的引导下完成的教学任务，而不是以前那样全是老师讲授完成的任务，学生反映对知识的理解更具体和深刻，印象深，应用知识解决类似问题的能力和速度也提高了。本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，接着引出在物体被举高的过程中，伴随着重力做功，然后通过分析重力做功与路径无关的特点，推导得出重力势能的表达式。最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点这部分知识，以便完善和加深学生对重力势能的理解。新教材在知识安排上与老教材相比有很大不同。老教材在给出“功是能量变化的量度”这一结论后探究重力做功与重力势能的变化关系，从而引出重力势能。而新教材对这一思想的引入采用的是逐渐渗透的方式。在对生活中生动实例的定性分析以后，引入重力做功，给出重力势能的表达形式，让学生在阶梯式的学习中自己寻找“功与能量”的关系。提升了学生对物理知识的兴趣，锻炼了学生的物理思维能力。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、关于重力势能的几种理解，正确的是()A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C、在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D、相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但不影响研究重力势能的变化3．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4．下列关于重力势能的说法，正确的是()A．重力做功只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C．重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负D．重力势能的变化量等于重力对物体做的功重力势能是本章功和能的一个基本概念和物理量，要求学生知道重力势能的定义，掌握重力势能的公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳，理解重力做功与重力势能的改变的关系，知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义，了解弹性势能及决定因素。难点是重力势能的相对性，而重力势能的改变与参考平面无关。如果只是说明，学生很难理解和把握，于是把设计的重点放在引导学生探讨问题，自己推出结论，用已学旧知识，推导新知识的结论，这样学生就能更好的理解了，对于重力做功和重力势能的关系，也是引导学生用旧知识的推导得到结论。这节课的设计能循序渐进，抓住了学生的思维特点，学生能由浅到深的思考问题，得到结论，调动了学生的兴趣和积极性，把课堂还给了学生，有了些探究的味道，老师起了引导作用。改变了一些以前满堂灌的传统教学模式，能引导学生自己去分析问题，解决问题，得出结论，学生注意力集中，基本都很热情的参与，感受到了有成就的自豪感，感觉到了是自己推导出的结论，确实是在老师的引导下完成的教学任务，而不是以前那样全是老师讲授完成的任务，学生反映对知识的理解更具体和深刻，印象深，应用知识解决类似问题的能力和速度也提高了。不足之处是过于追求知识的完整和严谨，对学生的答案要求过高，给予补充的太多太细，还过于急躁的在学生回答时插话，有些问题放不开让学生讨论。老担心学生的讨论不够全面，有遗漏，所以老师强调补充的还是太多了。以后上课还要多注意，加强学生的讨论和交流，让学生真正变为主体，引导的方法和技巧更科学、灵活、合理。必修二模块是共同必修模块。在本模块中，学生将通过机械能、曲线运动的规律和万有引力等内容的学习，进一步了解物理学的核心内容，体会高中物理课的特点和学习方法，为以后进一步学习打好基础，为后续模块的选择做准备。本模块划分为以下三个二级主题：抛体运动与圆周运动经典力学的成就与局限性机械能和能源本节内容是第三个二级主题的子主题，课标对本节的要求是：理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。解读：·理解重力势能的概念，会计算重力势能。知道重力势