2024-2025学年新教材高中物理 第八章 2 重力势能（2）教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第八章2重力势能（2）教学实录新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容：高中物理必修2第八章2节“重力势能（2）”。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课主要围绕重力势能的概念、计算方法及其应用展开，与学生在初中阶段学习的重力、势能等概念紧密相连，有助于学生建立完整的物理知识体系。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、逻辑思维能力、问题解决能力和创新意识。通过探究重力势能的变化规律，学生能够学会运用物理概念和数学工具分析实际问题，提升科学思维品质；同时，通过实验操作和理论分析，增强学生解决实际问题的能力，激发学生对物理学的兴趣和探究精神。重点难点及解决办法重点：

1.重力势能的计算方法及其应用。

2.重力势能与动能的相互转化规律。

难点：

1.重力势能公式中各物理量的理解与应用。

2.动能与势能相互转化过程中的能量守恒分析。

解决办法与突破策略：

1.通过实例讲解和公式推导，帮助学生理解重力势能的计算方法，并通过实际操作巩固应用。

2.通过实验演示和小组讨论，引导学生观察动能与势能转化的现象，帮助学生建立能量守恒的观念。

3.设计一系列问题，引导学生逐步深入思考，培养逻辑推理能力，从而突破难点。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过系统讲解重力势能的基本概念、公式及其应用，帮助学生建立基础知识框架。

2.讨论法：组织学生围绕具体问题进行讨论，如势能和动能转化的条件，培养学生的逻辑思维和表达能力。

3.实验法：通过重力势能相关的物理实验，让学生亲自操作，观察现象，加深对概念的理解。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示重力势能的计算过程和实验步骤，直观形象地辅助教学。

2.互动软件：使用教学软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中操作，提高学习的趣味性和互动性。

3.课堂练习：通过在线练习平台，实时反馈学生学习效果，及时调整教学进度。教学流程1.导入新课

详细内容：

-开场白：首先回顾上一节课学习的内容，引导学生回顾重力势能的定义和基本性质。

-引入话题：提出一个实际问题，如“一个物体从高处落下，它的势能如何变化？”，激发学生的好奇心和探索欲望。

-提出目标：明确本节课的学习目标，即理解重力势能的计算方法及其在物理现象中的应用。

2.新课讲授

详细内容：

（1）重力势能的计算方法

-讲解重力势能的公式：E_p=mgh，其中m是质量，g是重力加速度，h是高度。

-通过实例分析，如不同高度下的物体势能比较，帮助学生理解公式的应用。

-用时：5分钟

（2）重力势能与动能的相互转化

-讲解动能和势能的相互转化条件，如物体下落、抛体运动等。

-通过动画演示，展示动能和势能转化的过程，使学生直观理解能量守恒原理。

-用时：7分钟

（3）重力势能的应用

-举例说明重力势能在实际生活中的应用，如机械能守恒定律在电梯运动中的应用。

-引导学生思考重力势能的应用价值，激发学生探索物理知识在实际问题中的应用。

-用时：5分钟

3.实践活动

详细内容：

（1）实验操作

-学生分组进行实验，测量不同高度下物体的重力势能。

-引导学生记录实验数据，并分析数据，总结重力势能的计算方法。

-用时：10分钟

（2）案例分析

-提供实际案例，如自由落体运动、抛体运动等，让学生分析重力势能的变化。

-引导学生运用所学知识解决问题，培养学生的实际应用能力。

-用时：8分钟

（3）问题解决

-提出与重力势能相关的问题，如物体在不同斜面下滑落的速度比较，让学生分组讨论并给出解决方案。

-鼓励学生发挥创新思维，提出多种解决方案，培养学生的解决问题能力。

-用时：10分钟

4.学生小组讨论

方面内容举例回答：

（1）重力势能的计算公式如何应用？

-学生回答：例如，计算一个物体从10米高的地方落下时的重力势能，可以使用公式E_p=mgh，其中m是物体的质量，g是重力加速度，h是高度。

-用时：3分钟

（2）重力势能和动能如何相互转化？

-学生回答：在物体下落的过程中，重力势能会转化为动能，即物体的高度降低时，速度增加。

-用时：3分钟

（3）重力势能在实际生活中的应用有哪些？

-学生回答：例如，电梯在上升和下降过程中，重力势能会发生变化，影响电梯的运行速度。

-用时：3分钟

5.总结回顾

内容：

-回顾本节课所学内容，强调重力势能的计算方法、动能与势能的相互转化以及重力势能的应用。

-引导学生思考重力势能在物理学中的重要性，以及如何在实际问题中运用所学知识。

-用时：5分钟

总用时：45分钟拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

-《物理世界中的能量守恒定律》：介绍能量守恒定律在物理学中的重要性，以及如何应用于不同的物理现象，如机械能守恒、热力学第一定律等。

-《重力势能与实际工程》：探讨重力势能在建筑工程、水利设施等领域的应用，如重力势能在水坝、抽水机等设备中的作用。

-《重力势能与日常生活》：分析重力势能在日常生活中的应用，如电梯的运行原理、自行车下坡时的加速等。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

-学生可以尝试自己设计实验，验证重力势能公式在不同条件下的适用性，如不同质量的物体、不同高度下的势能变化。

-引导学生研究重力势能与动能转化的效率，探讨在实际应用中如何提高能量转化的效率。

-鼓励学生查阅相关资料，了解重力势能在不同领域的应用案例，如风力发电、太阳能发电等新能源技术中的重力势能利用。

3.知识点拓展

-引入相对论中的重力势能概念，探讨在高速运动和强引力场中重力势能的变化。

-探讨重力势能与万有引力定律的关系，引导学生思考如何从万有引力角度理解重力势能。

-引入量子力学中的重力势能概念，简要介绍量子力学中重力势能的处理方法，激发学生对物理学前沿领域的兴趣。

4.实际应用案例

-分析风力发电中的重力势能转换过程，探讨如何利用重力势能产生电能。

-研究水坝在蓄水和放水过程中的重力势能变化，探讨如何利用重力势能进行水力发电。

-分析电梯在上升和下降过程中的重力势能变化，探讨如何优化电梯的设计以提高能源利用效率。

5.创新思维培养

-鼓励学生思考如何利用重力势能解决实际问题，如设计一种利用重力势能的节能电梯。

-引导学生探讨重力势能在未来科技发展中的应用前景，如太空电梯、地下储能等。

-鼓励学生进行跨学科研究，将重力势能与生物学、化学等其他学科的知识相结合，探索新的研究方向。典型例题讲解1.例题一：

一个质量为2kg的物体从高度10m处自由落下，求物体落地时的重力势能。

答案：根据重力势能公式E_p=mgh，代入m=2kg，g=9.8m/s²，h=10m，计算得：

E_p=2kg*9.8m/s²*10m=196J

2.例题二：

一个质量为0.5kg的物体以20m/s的速度水平抛出，求物体在最高点时的重力势能。

答案：在最高点时，物体的竖直速度为0，因此动能也为0。由于物体在水平方向上没有重力势能的变化，所以重力势能只与竖直高度有关。假设物体抛出点的高度为h，则重力势能为：

E_p=mgh=0.5kg*9.8m/s²*h

由于题目未给出具体高度，无法计算具体的重力势能值。

3.例题三：

一个质量为1kg的物体从高度h处自由落下，落地时速度为v，求物体落地时的动能和重力势能。

答案：首先，根据机械能守恒定律，物体落地时的动能等于初始的重力势能：

E_k=E_p=mgh

由于物体落地时速度为v，动能可以表示为：

E_k=1/2*mv²

将两个动能的表达式相等，得到：

1/2*mv²=mgh

解得：

h=v²/(2g)

将v和g的值代入，得到物体落地时的高度，进而计算重力势能：

E_p=mgh=1kg*9.8m/s²*(v²/(2*9.8m/s²))=1/2*v²

4.例题四：

一个质量为3kg的物体从高度h处开始下落，经过时间t，求物体下落过程中重力势能的减少量。

答案：物体下落过程中重力势能的减少量等于物体下落的高度乘以物体的质量乘以重力加速度：

ΔE_p=mgh

其中，h为物体下落的高度，可以用下落时间t和重力加速度g计算：

h=(1/2)*gt²

代入公式，得到：

ΔE_p=3kg*9.8m/s²*(1/2)*gt²=14.7kg*gt²

5.例题五：

一个质量为5kg的物体从高度h处开始做自由落体运动，求物体下落过程中重力势能减少的百分比。

答案：物体下落过程中重力势能的减少百分比可以通过计算重力势能减少量与初始重力势能的比值得到：

百分比=(ΔE_p/E_p)*100%

初始重力势能E_p=mgh=5kg*9.8m/s²*h

重力势能减少量ΔE_p=mgh-0kg*9.8m/s²*0=5kg*9.8m/s²*h

代入公式，得到：

百分比=(5kg*9.8m/s²*h/(5kg*9.8m/s²*h))*100%=100%

因此，物体下落过程中重力势能减少的百分比为100%。板书设计①重点知识点：

-重力势能（E_p）

-质量（m）

-重力加速度（g）

-高度（h）

-动能（E_k）

-势能（E_p）

②关键词：

-重力势能公式：E_p=mgh

-动能公