必修二,7.4重力势能教案

1、7.4 重力势能教案【教材分析】“重力势能”是下节“机械能守恒定律”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，教学时必须能结合一些简单实例，从功能关系、能量转化的角度分析，逐步解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律及能量转化和守恒定律做好准备。【学情分析】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、视频画面来支持。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

2、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，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。4本班的学生初中知识基础较差，需用浅显易懂的语言，对比醒目的动画图片及较为夸张的语言加深学生对知识的理解。【教学目标】1、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相对性。2、过程与方法1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式.2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象.3、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.【重点难点】

3、重点：重力势能的的概念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、重力势能变化与重力做功的关系。【教学过程】一、复习引入 1、复习功的概念以及力做功的公式，提高接下来学生学重力做功的效率。 2、老师提问：“什么是重力势能？”，通过重力势能的概念“物体由于杯具高而具有的能叫重力势能”引出物体于高度的变化过程中，重力做功与重力势能变化建立联系，从而引入新课。二、新课教学 1、重力做功 物体的高度发生变化时，重力要做功。物体被举高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。 （问）如图7.4-1所示，设一个质量为m的物体，从高度是h1的位置，竖直

4、向下运动到高度是h2的位置，这个过程中重力做的功多少？（学生）答：WGmgh=mgh1mgh2 （问）如图7.4-2所示，物体沿倾斜直线运动的距离是l，在这一过程中重力所做的功（学生）答：WGmglcos = mgh=mgh1mgh2 （思考）如图7.4-3所示，假设这个物体沿任一路径由高度h1的起点A，运动到高度是h2的重点B，这个过程中重力所做的功是多少？ 提示：我们把整个路径分成许多很短的间隔AA1，A1A2，A2A3 由于每一段都很小很小，它们都可以近似地看做一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别是h1，h2，h3，则物体通过每段小斜线时重力所做的功分别为mgh1，mgh2，mgh3

5、, 物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和，即 WG =mgh1+mgh2+mgh3+=mg(h1+h2+h3+) = mgh=mgh1mgh2 总结重力做功的特点：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（高度差），而跟物体运动的路径无关。 物体所受的重力mg与它所处的高度h的乘积“mgh”，可能是一个具有特殊意义的物理量。 我们将重力势能与这个“mgh”进行比较发现.是否相同特点物理量是否于重力做功有关是否随质量的增大而增大是否随着高度增大而增大重力势能是是是“mgh”是是是 因此，我们可以将“mgh”定义为重力势能。 2重力势能 重力势能：物体的

6、重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积 重力势能的公式：Ep=mgh 重力势能是标量，单位：焦耳，J 3重力势能的相对性 （问）如图所示，小球离地高度是多少米？小球离桌面高优势多少米？ （学生）答：小球离地高3米，离桌面高2米。 （问）也就是说物体的高度是相对的，那么重力势能是不是也是相对的？ （学生）答：是的。 总结：重力势能也是相对的，因此计算重力势能之前需要先选定参考平面。 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 +、表示只大小课堂练习：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

7、=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EP1小球在B点重力势能EP2下落过程小球重力做功小球重力势能的变化量EP2-EP1桌面6J-4J10J-10J地面10J010J-10J总结：选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同（问）我们看到表中的最后两列数据，发现在小球下落过程中，重力做的功与重力势能的变化量正好是相反数的关系，那这是巧合，还是必然？然我们来探索一下。并由此引出重力做功与重力势能变化的关系。 4重力做功与重力势能变化的关系 我们用Ep1=mgh1 来表示物体在初位置时的重力势能，用Ep2=mgh2来表示物体在末位置时的重力势能，则WGEP1EP2=EP 学生讨论得到：当物体由高处向低处运动时，重力做正功，物体重力势能减少，也就是WG0，Ep1Ep2，重力做的功等于重力势能的减少；当物体从低处运送到高处时，重力做负功(或者说物体克服重力做功)，重力势能增加，也就是WG0，EplEp2，物体克服重力做的功等于重力势能的增加。 5重力势能的系统性 重力势能属于物体和地球组成的系统 ，并非物体独有，而平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。总结一、重力做功的特点： 与路径无关，只与物体的初末位置有关二、重力势能： Ep=mgh 三、重力做功