教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高一 学期 春季 课题 重力势能 教科书 书 名：物理必修第二册 -出卷网-：人民教育-出卷网- 教学目标 1.通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点。 2.理解重力势能，知道重力做功与重力势能变化的关系。 3.知道重力势能具有相对性和系统性。 4.了解弹性势能的概念及弹性势能的决定因素。 教学重难点 教学重点： 理解重力势能，知道重力做功与重力势能变化的关系。 教学难点： 知道重力势能具有相对性和系统性。 教学过程 新课导入： 观看高空坠物视频。说明：这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的 能量。而当它从所处的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。 情景体验： 在天花板上, 用细线悬挂一个乒乓球,你会有何感觉？（没有） 高度不变，若用这根线悬挂的是7.5kg的铅球呢 （有种恐惧感） 猜想一：通过高空坠物视频，重力势能可能与物体所处的高度有关。 猜想二：通过情景体验，重力势能可能与物体质量有关。 问题导学： 初中我们已经定性地学习了重力势能，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能表达式应该是怎样的呢？ 新课讲授： 重力做的功 情景结合模型让学生体会重力做功的特点： 1.WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2 2.WG＝（mgcosθ）l＝mgΔh＝mgh1－mgh2 3.拓展学习（体会微元法） 物体沿曲面滑下时重力做的功，假设这个物体沿任一路径由高度是h1的起点A，运动到高度是h2的终点B，如图。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，因而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mg h1，mg h2，mg h3，…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＝mg h1＋mg h2＋mg h3＋…＝mg( h1＋ h2＋ h3+…)＝mgh＝mgh1－mgh2 总结：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，而跟物体运动的路径无关。也就是说，只要起点和终点的位置不变，不论物体沿什么路径运动，重力所做的功都相同。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积mgh1与跟终点高度的乘积mgh2两者之差。 WG=mgh1-mgh2 重力势能 看起来，物体所受重力mg与它所处位置高度h的乘积mgh，是一个具有特殊物理意义的物理量。一方面与重力做功密切关系，另一方面随着高度的增加而增加，随着质量的增加而增加，恰与势能的基本特征一致。因此我们把物理量mgh叫做物体的重力势能。 1.定义：物体由于处于一定的高度而具有的能量叫做重力势能，物体的质量越大，离地面越高，物体的重力势能就越大。 2.表达式：Ep=mgh 3.单位：焦耳（J）。1J＝1kg·m·s-2m＝1N·m 4.标量、状态量。 5.重力做功与重力势能变化的关系 如图所示，质量为m的物体自高度h1处的A点，落到高度为h2的B点。左图只受重力的作用，右图受到重力和阻力的共同作用。 重力做功：WG=mgh==mg（h1-h2）=mgh1-mgh2 A处的重力势能：EpA=mgh1 B处的重力势能：EpB=mgh2 重力势能的变化量：ΔEp=EpB-EpA=mgh2-mgh1 两种情况的重力势能变化一样，说明物体重力势能的变化只与重力做功有关，与其它力做功无关。 当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少，重力做了多少正功，重力势能就减少多少；当重力对物体做负功时，物体的重力势能增加，重力做了多少负功，重力势能就增加多少。 三、重力势能的相对性： 物体的高度总是相对某个平面来说的，所以重力势能也是相对于某个平面来说的，所以我们在讲一个物体具有多少重力势能时，我们先选择一个参考平面，物体在这个参考平面上高度为零，重力势能为零。 参考平面的选取 ... ...
