高中物理-重力势能教学设计学情分析教材分析课后反思

《重力势能》教学设计课型：新授课课时：1授课时间：教学目标：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有关计算；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和系统性及重力势能变化的绝对性。过程与方法用功的概念推导重力做功与路径无关，亲身感受知识的建立过程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变化的关系教学难点重力势能的系统性和相对性．教学过程：教师活动学生活动设计意图新课导入视频：雪崩蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，摧毁沿途的一切，给人类、给自然界带来灾难。过山车：乘坐惊险刺激的过山车，是很多人挑战自我，释放压力的一种方式舂米器：作为黎族人古老的手工艺品，见证了我国劳动人民的聪明智慧。引出重力势能：物体由于被举高而具有的势能叫重力势能。物体高度变化时重力要做功，因而认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。一、重力的功：接下来，我们通过三条不同的路径让同一个小球从A点向下运动到B点请同学们计算一下这三情况下重力的功：图一中小球沿竖直方向由A运动到B图二中小球由倾斜直线由A运动到B图3中小球沿任意路径由A运动到B，整个路径分成很多很短的间隔，每小段近似看做倾斜的直线，利用图2的结论，可得出什么结果？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，而跟物体的运动路径无关。学案练习1在图7.4-1中重力做功为WG＝ｍｇh＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）图7.4-2中重力做功为WG＝ｍｇlcosθ＝ｍｇh=ｍｇ（ｈ１－ｈ２）3）在图7.4-3中重力做功为WG＝ｍｇΔh1+ｍｇΔh2+ｍｇΔh3+┅=mg(Δh1+Δh2+Δh3+┅)=ｍｇh比较结果，讨论重力做功特点。从具体情境入手，学生自己推导，总结寻求重力做功的特点，培养学生的探究能力二、重力势能1、物体的重力势能与哪些因素有关？举例：相同高度的兵兵球和铅球不同高度的同一物体2、怎样定量地表示重力势能？联想重力做功：WG=mgh=mgh1-mgh2重力所做的功等于重力跟起点高度的乘积mgh1与重力跟终点高度的乘积mgh2两者之差，这里物体所受重力与高度的乘积“mgh”具有特殊的意义，一方面与重力做功有关，又随高度的变化而变化，恰与势能的基本特征一致，所以重力势能定义为它所受的重力与所处高度的乘积，即Ep=mgh重力势能是标量，单位：J1J=1kg·m·s-2·m=1N·m3.物体位置变化，重力做功，重力势能变化，这两者之间有什么关系？WG=Ep1—Ep2即重力做功等于重力势能的减少量当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，也就是WG＞0，Ep1＞Ep2。重力势能的减少量等于重力做的功。当物体由低处运动到高处时，重力做负功（物体克服重力做功）重力势能增加，也就是WG＜0，Ep1＜Ep2。重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。学案练习2课本60页说一说如果重力的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同一物体所做的功，随物体运动的路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做重力势能吗？为什么？此时这个能量不能表示重力做功的情况。对比摩擦力，使学生理解，正是因为重力做功与路径无关，才引入了重力势能的概念，而对于摩擦力则不能引入摩擦力势能的概念。三、重力势能的相对性问题：“将一质量为5kg的铁球放在4楼一张1.5米高的桌子上，已知每层楼的高度均为2.5米，求铁球的重力势能。总结：1重力势能具有相对性，与零势能点的选取有关，选不同的零势能参考面，重力势能的值不同，但两点间重力势能的差值不受影响。2在参考平面上方的物体高度是正值，重力势能取正值。在参考平面下方的物体高度取负值，重力势能亦取负值，负值的含义是指物体在该位置的重力势能比在参考平面处小。学案练习3观察并思考老师提出的问题。总结：物体高度越大，质量越大，重力势能越大联系重力做功，联系影响重力势能的因素，理解重力势能的定义学生结合重力势能定义及WG=mgh=mgh1-mgh2讨论总结：WG=Ep1—Ep2即重力做功等于重力势能的减少量学生计算。将出现不同的结果，从而展开讨论通过实验，认识影响重力势能因素，为重力势能的定量表示奠定基础。联想重力做功，指出mgh的特殊含义，重力势能定义的提出也就水到渠成。逐步认识功与能的关系：做功的过程，也就是能量变化的过程。计算重力势能，提出问题，在老师指导下展开讨论，认识重力势能的相对性。四、势能是系统所共有的认真研究表达式：Ep=mgh提出问题：重力势能是谁的？物体m的？地球的？没有物体谈不上重力势能，没有地球施加重力，重力势能也不复存在。总结：重力势能是物体和地球共有的。学生讨论不断给学生提出问题，引发学生思考讨论，加深对问题的认识。练习：见学案小结：1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定.2.势能是标量，单位是焦耳.3.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.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选取有关.《重力势能》学情分析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。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。《重力势能》教学效果分析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业提高了。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。《重力势能》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。教材在知识安排上对“功是能量变化的量度”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。《重力势能》评测练习学习目标：1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行有关计算2、掌握重力势能变化与重力做功的关系，知道重力做功与路径无关3、知道重力势能的相对性和系统性及重力势能变化的绝对性。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难点：重力势能的系统性和相对性一、复习：1.力对物体做功的两个必要因素和2.功的公式：3.而具有的能量叫做势能。二、新课：一、重力的功

试求下列三种情况下重力的功：

图7．4-1：重力做功WG=

图7．4-2：重力做功WG=

图7．4-3：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？想一想我们是怎样推导出匀变速直线运动的公式的。重力做功WG=

这三个运动重力做功有什么关系，我们得到的结论：练习1：如图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3呢？

二、重力势能物体的重力势能等。重力势能是矢量？还是标量？

重力势能的单位：。

重力做功与重力势能之间的关系。

思考与讨论：阅读课本60页说一说，并回答上面有关问题。练习2．质量是100g的球从1．8m的高处落到水平板上，又弹回到1．25m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g取10m/s2）

三、重力势能的相对性和系统性

讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有。

重力势能与高度有关，重力势能也有

。

在研究重力势能时应该选择

。

参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m=0．5kg,h1=1.2m,h2=0.8m完成下列表格：

参考平面的选择小球在A处的重力势能小球在B处的重力势能整个下落过程中重力的功整个下落过程中重力势能的变化桌面

地面

5．重力势能是

具有的。

三、巩固练习1.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2．以下说法中，正确的是：

A．重力势能大的物体，离地面高度大；B．重力势能大的物体，所受重力一定大；

C．重力势能大的物体，质量不一定大；D．重力势能大的物体，速度不一定大。

3．质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是：

A．木球大；

B．铜球大；

C．一样大；

D．不能比较。4．以下叙述中正确的是：

A．重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；B．物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；

C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；D．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。2-4-25.如图2-4-2所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能（）2-4-2A、mghB、mgHC、mg（H+h）D、mg（H-h）6.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则( )A.重力做功为50J B.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减小50J D.重力做功为-50J7.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功8.井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( )A.100J B.700J C.－100J D.无法确定9.甲、乙两物体，，从很高的同一处自由下落2s，重力做功之比________，对地面的重力势能之比________.2-4-310.如图2-4-3所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一长度为l、劲度系数为h的轻质弹簧，现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离,在这一过程中，若P端上移的距离为H，求物体重力势能的增加量.2-4-3《重力势能》课后反思本节课课堂气氛可在活跃一些题目的难度较低，可适当增加一些难度。《重力势能》课标分析重力势能一节是高中第一次定量地研究能量，它在教材中的地位是不言而喻的，它的研究方法将会对今后的学习产生深远的意义。对于能量是如何来定义或是量度，这是这节课首先要解决的问题,也就要求本课需先阐述物理学中是通过功能关系来定义能量这一