《重力勢能》教案

時間：2022-07-28 13:22:04 教案我要投稿

《重力勢能》教案

　　作為一名教學工作者，往往需要進行教案編寫工作，借助教案可以提高教學質量，收到預期的教學效果。怎樣寫教案才更能起到其作用呢？下面是小編整理的《重力勢能》教案，希望能夠幫助到大家。

《重力勢能》教案

《重力勢能》教案1

　　一、教材分析

　　《重力勢能》是人教版高中物理必修二第7章《機械能守恒定律》第4節課的內容，這節課通過分析重力做功的特點，推導得出了重力勢能的表達式，并進一步討論重力勢能具有相對性及重力勢能是物體與地球系統所共有；是后面學習機械能守恒定律的基礎。

　　二、目標

　　1．知識目標：

　　(1)理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算．

　　(2)理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關．

　　(3)知道重力勢能的相對性．

　　2．能力目標：

　　用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程．

　　3．情感、態度和價值觀目標：

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣．

　　三、教學重點難點

　　重點：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系．

　　難點：重力勢能的系統性和相對性．

　　四、學情分析

　　五、教學方法

　　1．實驗探究：物體的勢能和哪些因素有關。

　　2．學案導學：見后面的學案。

　　六、課前準備

　　1．學生的學習準備：預習重力勢能一節

　　2．教師的教學準備：多媒體課件制作，制作學案

　　3．教學環境的設計和布置：教室

　　七、課時安排：

　　1課時

　　八、教學過程

　　（一）預習檢查、總結疑惑

　　檢查落實學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

　　（二）情景導入、展示目標。

　　教師提出問題：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進地里，為什么??

　　學生回答：重錘具有重力勢能.?

　　教師繼續提問：那么什么是重力勢能??

　　學生回答：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能.?

　　演示實驗：?

　　在一個透明的玻璃容器內裝上沙子.?

　　實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.?

　　實驗二：用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.?

　　學生回答觀察到的現象：?

　　在實驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大.?

　　在實驗二中，質量大的鐵球落在沙子中的深度大.?

　　教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大.?

　　引入：那么，怎樣定量地表示重力勢能呢??

　　設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。

　　（三）合作探究、精講點撥。

　　1.重力勢能?

　　教師設置問題：

　　（1）把一個質量為ｍ的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功?重力勢能如何變化??

　　（2）前邊我們學過了功和能之間的關系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系??

　　學生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化.?

　　分析實例：?

　　用投影片出示問題：?

　　質量為ｍ的物體從高度為ｈ１的A點下落到高度為ｈ2的B點，重力所做的功為多少??

　　學生求解得到：重力所做的功為：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）?

　　教師指出：前邊我們結合功和能的關系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經過推導又得到重力所做的功等于ｍｇｈ這個量的變化，所以在物理學中就用ｍｇｈ這個式子來表示物體的重力勢能.?

　　板書：EＰ＝mgh

　　推導重力勢能的單位：?

　　１kg?ｍ/s2?ｍ＝１Ｎ?ｍ＝１J

　　重力勢能是標量?

　　（3）教師指導學生推導重力做功與重力勢能變化之間的關系進行討論：?

　　當物體由高處運動到低處時，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴

　　當物體由低處運動到高處時，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴

　　③教師總結：重力做正功及負功時，重力勢能都是怎么變化的，其變化量與重力的功有什么關系？?

　　（4）討論：如圖所示，物體從高為h1處運動到高為ｈ2處，運動的路徑有無數條，討論在這些運動過程中，重力所做的功是否相同.?

　　學生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的.?

　　教師：由此得到：重力所做的功只跟物體初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有關，跟物體運動的路徑無關.?

　　2.重力勢能的相對性?

　　教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高ｈ，則該物體的重力勢能為多大??

　　學生會說出一些不同的答案

　　教師進一步提出問題：同一個物體的重力勢能，為什么會有不同的值呢??

　　學生通過看教材可以回答這個問題。

　　通過設置問題，激發學生好奇心，使他們對知識點有更深刻的印象。

　　（四）反思總結，當堂檢測。

　　教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測。

　　設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。

　　（五）發導學案、布置預習。

　　我們這節課學習了重力勢能及其表達式還有它的相對性，機械能包括動能、我們今天所學的重力勢能，還有彈性勢能，那么彈性勢能的表達式是什么呢？在下一節課我們一起來探究彈性勢能的表達式。這節課后大家可以先預習這一部分，并完成本節的課后練習及課后延伸拓展作業。

　　設計意圖：布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固提高。教師課后及時批閱本節的延伸拓展訓練。

　　九、板書設計

　　一、重力勢能

　　(一)表達式

　　（二）單位

　　二、重力勢能的相對性

　　十、教學反思

　　本課的設計采用了課前下發預習學案，學生預習本節內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。

　　本節課通過一些簡單易行的實驗和科學的推導加深了學生對重力勢能這一概念的理解，并通過設疑，讓學生自己發現問題，進而解決了重力勢能的相對性這一難點。

　　本節課時間45分鐘，其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘，精講點撥15分鐘左右，反思總結當堂檢測5分鐘左右，其余環節18分鐘，能夠完成教學內容。

《重力勢能》教案2

　　教學目標

　　知識目標

　　1、理解重力勢能的概念，會用重力勢的定義進行計算。

　　2、理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　3、知道重力勢能的相對性。

　　能力目標

　　1、根據功和能的關系，推導出重力勢能的表達式;

　　2、學會從功和能的關系上解釋和分析物理形象。

　　德育目標

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣。

　　教學重點

　　重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　教學難點

　　重力勢能的系統性和相對性

　　課程類型

　　新授課

　　教學方法

　　實驗觀察法、分析歸納法、講練法

　　教學用具

　　ppt課件，電子教鞭

　　課時安排：1課時

　　教學步驟

　　導入新課

　　曾經讀過一篇文章，叫做《汕頭的雪》，汕頭也會下雪嗎?

　　汕頭也會下雪，與眾不同的雪——木棉棉絮。南方的人，對北方的雪總有一些期待，我也不例外。

　　有哪些同學見過北方的雪嗎?

　　潔白無垠的雪，總讓人浮想聯翩，也讓人向往，但是，令人想不到的是，它也具有驚人的破壞力：

　　例1：20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成100人失蹤(附圖片)

　　例2：四川丹巴亞丁雪崩(附圖片)

　　如此美麗的雪花，怎么會有這么大的破壞力?雪崩為什么會有這么大的能量?

　　浩瀚夜空，點點繁星，當我們在欣賞璀璨星空的時候，絕不會想象到它們也會給地球帶來巨大的傷害：

　　美國內華達州亞利桑那隕石坑，5萬年前，一顆直徑約為30～50m的鐵質流星撞擊地面，它的爆炸力超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個大坑，據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。(附圖片)

　　隕石為何具有這么大的能量?這些能量與什么因素有關?

　　雪崩和隕石都有一個特點，具有一定的高度。

　　學習了中學物理后，我們知道物體由于被舉高而具有的能量就叫做重力勢能，物體的重力勢能的大小與什么因素有關呢?

　　小實驗(視頻)：

　　實驗一：相同質量的小球，從不同高度下落。

　　實驗二：不同質量的物體，從同一高度下落。

　　學生觀察后得出結論：

　　實驗一：質量一定時，高度越高，重力勢能越大。

　　實驗二：高度一定時，質量越大，重力勢能越大。

　　要研究重力勢能，就不能脫離對重力做功的研究

　　新課教學

　　一、重力做功

　　討論小球豎直下落，重力所做的功

　　物體由A運動到B，重力做功mgh

　　討論小球沿斜線下落，重力所做的功

　　物體由A運動到B，重力做功mgh

　　3、討論小球沿曲線下落，重力所做的功

　　物體由A運動到B，重力做功mgh

　　綜合以上三種情況，可以得到結論：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。

　　即WG =mgh1- mgh2

　　二、重力勢能：

　　結合功和能的關系，我們可以分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，并且經過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能。

　　重力勢能：物體憑借其高度而具有的能量 EP=mgh

　　1、重力做功與重力勢能的變化 WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2

　　重力做功WG

　　(正、負)

　　重力勢能Ep

　　(增加、減少)

　　重力做功和重力勢能變化的關系

　　物體上升

　　負

　　增加

　　物體克服重力做的功等于重力勢能的增加

　　物體下落

　　正

　　減少

　　重力做的功等于重力勢能的減少

　　【練習】

　　一質量為5kg的小球從5m高處下落，碰撞地面后彈起，每次彈起的高度比下落高度低1m，求：小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?重力勢能如何變化? (g=9.8m/s )

　　解略新課教學

　　1、討論課本P60中的“說一說”。

　　2、確定重力勢能的大小

　　學生分組討論：一棟三層高的樓房，每層的高度3m，將一個質量為5kg的小球放在三樓陽臺的欄桿上，欄桿的高度是1m，求小球的重力勢能。( g=9.8m/s2 )

　　不同學生得到的重力勢能數值可能不同。

　　這是由于所選高度的起點不同而造成的。

　　我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面

　　確定重力勢能的方法：

　　①先選定參考平面(0勢能面)

　　②在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值;

《重力勢能》教案3

　　一、教學目標

　　1、知識與技能

　　(1)理解重力勢能的概念，學生能用計算式計算物體的重力勢能。

　　(2)理解重力做功與重力勢能的變化之間的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　(3)知道重力勢能具有相對性。

　　2、過程與方法

　　(1)根據共和能的關系，推出重力勢能表達式

　　(2)通過實驗，學生能夠掌握科學研究方法一一控制變量法

　　(3)通過對結果分析，培養學生的發散思維。

　　3、情感態度與價值觀

　　通過對實驗的操作、觀察、討論，激發學生探索科學的興趣。

　　二、教學重難點

　　重點：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　難點：重力做功與路徑無關及重力勢能的相對性。

　　三、教學過程

　　環節一：新課導入

　　多媒體展示：

　　1、打樁機的重錘從高處落下，把水泥樁打進地里;

　　2、20xx年，俄羅斯某村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤。

　　教師引導：重力勢能具有巨大的能量，有些可以為我們利用，也有些會給我們帶來巨大的災難。我們只有認識自然，才能更加主動的改造自然。從而引入新課——重力勢能。

　　環節二：概念建立

　　(一)重力做功的特點

　　回憶功與能量的關系，功是能量轉化的量度。重力勢能發生變化，很明顯示重力在做功。由此引導學生探究重力做功的特點。

　　提出問題：重力做功與什么因素相關?

　　給出如下三種情況：

　　(1)物體豎直向下運動，高度從h1降為h2;

　　(2)物體沿傾斜直線向下運動，高度從h1降為h2;

　　(3)物體沿任意路徑向下運動，高度從h1降為h2。

　　讓學生分別求出三種情況下重力做的功(對于第三種曲線運動的情況給出提示可以將曲線進行無限等分，每一份近似看成直線)。

　　環節五：小結作業

　　總結本節知識點，要求學生課下查閱資料，總結勢能的其他種類。

　　四、板書設計

《重力勢能》教案4

　　教學目標

　　一、知識與技能

　　1．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算。

　　2．理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　3．知道重力勢能的相對性。

　　二、過程與方法

　　用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程。

　　三、情感、態度與價值觀

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣。

　　教學重點

　　重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　教學難點

　　重力勢能的系統性和相對性。

　　教具

　　鐵球、多媒體、課件等。

　　教學過程

　　一、導入新課

　　20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤，如左圖所示。

　　右圖是美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30—50米的鐵質流星撞擊地面的結果。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

　　參考問題：1.我們看到一個冰天雪地、廣袤無垠的銀色世界，它帶給人們的是圣潔、平和、寧靜的感受，一種心靈的洗滌。但是一旦大量積雪從高處滑下形成雪崩，一面面白茫茫的雪墻排山倒海而來，你將感受到大雪崩所帶來最令人驚心動魄的白色恐懼，將對人們的生命與財產帶來災難……為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？發生的雪崩為什么具有這么大的能量？

　　2.通過美國內華達州亞利桑那的隕石坑現象，你能說出這么大的能量與哪些因素有關？

　　二、新課教學

　　（一）重力的功

　　教師：重力做功與什么因素有關呢？我們現在就通過幾個例子來探究一下。

　　（多媒體投影教材上的圖7.4-1、圖7.4-2、圖7.4-3，讓學生獨立推導這幾種情況下重力做的功）

　　教師：比較容易做的是哪一個問題？

　　學生：第一個和第二個問題。

　　教師：為什么這兩個問題容易研究呢？

　　學生：因為這兩個問題中物體運動的路徑是直線，所以在研究重力做功的問題上比較容易研究。

　　教師：那么這兩個問題的答案是什么呢？

　　學生：第一個問題中WG＝mgh=mghl－mgh2，第二個問題中WG=mglcosθ=mgh＝mgh1－mgh2，和第一個問題中所求出的答案相同。

　　教師：我們大膽猜想一下，第三個圖中重力做的功和前兩個是否相等呢？

　　學生：可能是相等的。

　　教師：我們來驗證一下我們的猜想，第三個圖的困難在哪里？

　　學生：力做功的路徑是曲線。

　　教師：我們怎樣突破這個難點呢？曲線問題不容易解決，我們可以把這一條曲線看作由很多小的直線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個過程中重力做的總功。在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同。

　　教師：我們可以得到什么樣的結論？

　　學生：重力做功與路徑無關，與物體的初末位置有關，具體的表達式是WG=mgh1－mgh2，其中hl和h2表示物體所處位置的高度，可見物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。

　　教師總結并板書：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點位置有關，而跟物體運動的路徑無關。

　　練習：

　　1.如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h的A點滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則（）。

　　A.沿軌道1滑下重力做功多

　　B.沿軌道2滑下重力做功多

　　C.沿軌道3滑下重力做功多

　　D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多

　　答案：D

　　2.如圖所示，一個質量為m的木塊，以初速度v0沖上傾角為θ的固定斜面，沿斜面上升l的距離后又返回運動。若木塊與斜面間的動摩擦因數為μ，求：

　　（1）木塊上升過程克服重力做功的平均功率；木塊的重力勢能變化了多少？

　　（2）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，滑動摩擦力做的功是多少？

　　（3）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，重力做的功是多少？

　　答案：（1）mgv0sinθ/2mglsinθ（2）2μmglcosθ（3）0

　　（二）重力勢能

　　教師演示實驗：在一個透明的玻璃容器內裝上沙子。

　　實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。

　　實驗二：用大小不同的兩鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。

　　學生觀察思考并討論，教師總結：

　　通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大。

　　1.重力勢能的概念

　　2.重力勢能的表達式：Ep=mgh

　　教師提出問題：重力做功引起了物體位置的變化，物體位置的變化引起重力勢能的變化，重力做功與重力勢能變化有什么關系呢？

　　引導學生推導，學生回答，教師點評、完善總結。

　　3.重力做功與重力勢能變化的關系：

　　重力做功也可以寫成WG=Ep1－Ep2當物體下落時，重力做正功mgh，WG>0，即Ep1>Ep2，這說明，重力做功，重力勢能Ep減少，減少的值等于重力所做的功。同理，當物體上升時，重力做負功﹣mgh，重力勢能Ep增加的值等于重力所做的功。要注意的是，重力做負功也可以說成物體克服重力做功，重力做功是重力勢能變化的量度。

　　即：重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加。重力勢能的變化量與重力做的功數值相等。

　　練習：

　　1．一實心鐵球和一實心木球質量相等，將它們放在同一水平面上，下列說法正確的是（）。

　　A．鐵球的重力勢能大于木球重力勢能

　　B．鐵球的重力勢能等于木球重力勢能

　　C．鐵球的重力勢能小于木球重力勢能

　　D．上述三種情況都有可能

　　答案：D

　　2.下列說法正確的是（）。

　　A.物體克服重力做功，物體的重力勢能增加

　　B.物體克服重力做功，物體的重力勢能減少

　　C.重力對物體做正功，物體的'重力勢能增加

　　D.重力對物體做負功，物體的重力勢能減少

　　答案：A

　　3.物體在運動過程中，克服重力做功50J，則（）。

　　A.物體的重力勢能一定為50JB.物體的重力勢能一定增加50J

　　C.物體的重力勢能一定減少50JD.物體的重力勢能可能不變

　　答案：B

　　（三）重力勢能的相對性

　　教師提出問題：將一個質量為5kg的鐵球放在4樓一張1.5m高的桌子上，已知每層樓的高度均為2.5m，求鐵球的重力勢能。

　　要求學生分組計算，讓各小組代表自由表述自己的計算結果，教師暫不作評價。預測學生的計算情況，在高度的數值代入上有不同的意見，出現計算上的矛盾，此時，教師引導學生感受由于參考面的選取不同，給計算造成了不便，無法計算。因為沒有說明物體的高度是以什么位置為零高度。

　　請學生分別寫出上圖中以B和地面C為零點的物體的重力勢能：Ep1=mgh1，Ep2=mg（h1+h2）（h1=AB，h2=BC）。

　　總結：1.重力勢能具有相對性，是與零點選取有關的，因此在表達重力勢能時，要指明勢能零點的位置。我們把重力勢能為零的水平面叫做零勢能面。通常以水平地面為零勢能面。

　　2.對選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢能也是正值；在參考平面下方的物體，高度是負值，重力勢能也是負值。物體具有負的重力勢能，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。

　　自主學習：學生分別寫出以B和地面C為零勢能面情況下，物體落在B和落在地面C上時與初態的重力勢能差：ΔEp1=-mgh1，ΔEp2=-mg（h1+h2），這是與零點選取無關的。

　　師生總結：不論我們如何選擇參考系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的，即物體重力勢能的變化與參考系的選取沒有關系。我們今后的學習中，更多地是研究某物理過程中重力勢能的變化，這時我們就可以適當選擇參考系使問題簡化，而不會影響結果。

　　練習：

　　1.將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則（）。

　　A.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體重力勢能的增加量相同

　　B.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體最后的重力勢能相等

　　C.不同的參考平面，兩種情況中，重力做功不等

　　D.不同的參考平面，兩種情況中，重力最后的重力勢能肯定不等

　　答案：A

　　2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長3m的繩子系住一個重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢能有；若以井底面為參考平面，則物體的重力勢能是。

　　答案：－100J700J

　　（四）勢能是系統所共有的

　　教師：請同學們閱讀教材P66“勢能是系統所共有的”部分，思考討論勢能的系統性。

　　學生：閱讀、討論并理解。

　　教師總結：質量是物體的固有屬性，而重力的施力物體是地球；沒有物體，談不上重力勢能；沒有地球施加重力，重力勢能也就不復存在。重力勢能是物體跟地球組成的系統所共有的，而不是物體單獨具有的。

　　三、課堂小結

　　本課主要學習了以下內容：

　　1.勢能由物體間的相互作用而產生，由它們的相對位置而決定。

　　2.勢能是標量，單位是焦耳。

　　3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關，只跟物體運動的始、末位置有關，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差。

　　4.重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關。

　　四、課堂訓練

　　1.關于重力勢能，下列說法正確的是（）。

　　A.重力勢能的大小只由重物本身決定

　　B.重力勢能恒大于零

　　C.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零

　　D.重力勢能實際上是物體和地球所共有的

　　2.關于重力勢能與重力做功，下列說法正確的是（）。

　　A.物體克服重力做的功等于重力勢能的增加

　　B.在同一高度，將物體以初速v0向不同的方向拋出，從拋出到落地過程中，重力做的功相等，物體所減少的重力勢能一定相等

　　C.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功

　　D．用手托住一個物體勻速上舉時，手的支持力做的功等于克服重力的功與物體所增加的重力勢能之和

　　3．關于重力勢能的幾種理解，下列說法正確的是（）。

　　A.重力對物體做正功時，物體的重力勢能減小

　　B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零

　　C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等

　　D.相對不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但并不影響有關重力勢能問題

　　4．將一個物體由A移至B，重力做功（）。

　　A.與運動過程中是否存在阻力有關

　　B.與物體沿直線或曲線運動有關

　　C.與物體是做加速、減速或勻速運動有關

　　D.與物體初、末位置高度差有關

　　5．一質量為1kg的物體，位于離地面高1.5m處，比天花板低2.5m。以地面為零勢能位置時，物體的重力勢能等于__J；以天花板為零勢能位置時，物體的重力勢能等于____J（g取10m／s2）

　　6．甲、乙兩物體，質量大小關系為m甲=5m乙，從很高的同一高度處自由下落2s，重力做功之比為_____，對地面而言的重力勢能之比為_____。

　　三、計算題

　　7．如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？

　　答案：

　　1.D2.AB3.ACD4.D5.15﹣256.5:15:1

　　7.在這個過程中鐵鏈重心上升了h=1m，所以，克服重力做功為：=100J，重力勢能增加了100J。

　　五、布置作業

　　教材P66、67問題與練習第2、3題。

《重力勢能》教案5

　　一、教學目標：

　　（一）知識與技能

　　1．理解重力勢能的概念，強調“勢”的含義，會用重力勢能的定義進行計算。

　　2．理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　3．知道重力勢能的相對性和系統性。

　　（二）過程與方法

　　用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程。

　　（三）情感、態度與價值觀

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣。

　　二、教學重難點：

　　1.教學重點：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　2.教學難點：重力勢能的相對性和系統性。

　　三、教學過程：

　　(一）新課引入

　　我們在追尋守恒量一節中找到了一個不變的量，并把它叫作能量。對于能量是如何來定義或是量度的呢？我們物理學中是通過功能關系來定義，并規定：功是能量轉化的量度。實際上，物體做功的過程就是能量轉化的過程。比如：把一個質量為m的物塊舉高，物塊要克服重力做功的過程中，同時伴隨著它的重力勢能也在變化。這節課，我們就從重力做功的角度來定量地研究重力勢能的表達式。[板書：重力勢能]

　　(二)新課教學

　　1．重力做的功[板書]

　　提問1：前面我們提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特點？如1，小球在力F作用下由A點運動到B點過程中，力F做功怎么求？

　　(學生)答：恒力做功與物體運動的路徑無關，只與初末位置有關。力F做的功為：。

　　總結：對于給定的物體，其重力所做的功應該也有這個特點。

　　（1）重力做功的特點：

　　重力對物體做的功只跟它的起點和終點的位置有關,與物體運動的路徑無關。[板書]

　　提問2：怎么來證明呢？（讓學生看書思考一下）

　　教師提示：如2所示，物體由A點沿三條不同的路徑運動到B點的過程中，重力做的功為多少？（這里用到了微元思想）

　　總結：在這個過程中，重力所做的功都為：，得證重力做功與其運動路徑無關，只與初末位置有關。

　　擴展：對于今后凡是碰到哪個力做功與路徑無關，我們都可以引入一個相應的勢能概念。

　　（2）重力做功的表達式：。

　　提問3：回過來看一看，既然功是能量轉化的量度，表達式的右邊表示的是什么？

　　總結：表示的能量之差，、就應該是物體在初末位置所對應的能量。也就是說就是我們尋找的重力勢能的表達式。

　　2．重力勢能[板書]

　　（1）定義：物體所受的重力與其所處的高度的乘積。

　　（2）表達式：。

　　（3）理解：①狀態量，②標量，③單位：焦耳（J）。

　　（4）特點：

　　①具有相對性。因高度h具有相對性，重力勢能也具有相對性。

　　提問4：對于講桌上的粉筆盒，它所處的高度是多少？（等待學生思考）

　　要確定高度就必須先確定一個參考平面。我們把所選的參考平面認為勢能為零。物體處在零勢能面之上，就認為勢能為正；處在零勢能面之下，就認為勢能為負。

　　提問5：物體大小形狀不能忽略時，它距參考平面的高度怎么來確定？（等待學生思考）

　　物體大小形狀不能忽略時，它距參考平面的高度應是物體重心到參考面的高度。如3所示。

　　②重力勢能有正負，正負表示大小。

　　③具有系統性。物體的重力是地球施加的，如果沒有地球，就不可能受到重力作用。重力勢能應該歸物體和地球所共有的。

　　例1 如4所示，質量m=0.5kg的小球，從桌面以上高h1=1.2m的A點下落到地面的B點，桌面高h2=0.8m。

　　（1）在表格中的空白處按要求填入數據。

　　所選擇的的參考平面

　　小球在A點的重力勢能

　　小球在B點的重力勢能

　　整個過程中小球重力做的功

　　整個下落過程中小球重力勢能的變化

　　桌面

　　地面

　　（2）如果下落時有空氣阻力，表格中的數據是否會改變？

　　3．重力勢能與重力做功的關系[板書]

　　上面重力做功的表達式就可以寫成：。

　　討論：當重力做正功時，重力勢能就要減小，即。當重力做負功時，重力勢能就要增加，即。

　　重力勢能的變化定義為：。（與參考面的選取無關。）

　　提問6：我們發現例1中，整個過程中小球重力做的功與整個下落過程中小球重力勢能的變化成什么關系？

　　總結：重力勢能的變化與重力做功的關系：。

　　例2 質量為m的均勻鏈條長為L，開始放在光滑的水平桌面上時，有的長度懸在桌面邊緣，如5所示，松手后，鏈條滑離桌面，問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少？

　　四、課堂小結：

　　1．重力做功的特點：與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關。

　　2．重力勢能：。

　　3．重力勢能具有相對性與系統性，具有正負且表示大小。

　　4．重力做功與重力勢能變化的關系：。

　　五、作業布置：

　　課本66頁問題與練習第2、4題。

《重力勢能》教案6

　　一、教學目的：

　　1．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算．

　　2．理解重力勢能的變化和重力做功的關系．知道重力做功與路徑無關．

　　3．知道重力勢能的相對性．

　　4．了解彈性勢能．

　　二、重點難點：

　　1.重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關系.

　　2.理解重力勢能的相對性.

　　三、教學方法：

　　演示實驗、分析推理、講授討論.

　　四、教具：

　　輕重不同的重錘一個、木樁、沙箱、橡皮筋.

　　五、教學過程：

　　（一）引入新課：

　　大家知道水力發電站是利用水來發電的，水是利用什么能來發電的呢？學習這節課后，我們將會了解這個問題。

　　通過前面對功和能的關系的學習，我們知道怎樣判斷一個物體具有能量：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量。

　　演示重錘從高處落下，把木樁打進沙箱中，說明重錘對木樁做了功，舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學舉高而具有的能量叫做重力勢能。本節課將學習重力勢能的有關知識。

　　（二）進行新課：

　　重力勢能的大小與什么因素有關呢？

　　演示實驗1：演示由質量不同的重錘從相同高度落下，木樁被打進沙箱的深度不同，引導學生分析得出：質量越大的重錘具有的重力勢能越大。

　　演示實驗2：演示用同一重錘從不同高度落下，木樁被打進沙箱的深度不同，引導學生得出：重錘高度越大，具有的重力勢能越大。

　　怎樣定量地表示重力勢能呢？

　　把一個物體舉高，要克服重力做功，同時物體的重力勢能增加。一個物體從高處下落，重力做功，同時重力勢力能減小。可見重力勢能跟重力做功有密切關系。

　　如圖1所示，設一個質量為的物體，從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點，重力所做的功為：

　　WG=gΔh=gh1-gh2

　　我們可以看出WG等于gh這個量的變化。在物理學中就用這個物理量表示物體的重力勢能。重力勢能用EP來表示。

　　1．重力勢能

　　1定義：由于物體被舉高而具有的能量。

　　2重力勢能的計算式：EP=gh.

　　即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。

　　3重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳()

　　2．對EP=gh的理解：

　　1式中h應為物體重心的高度。

　　2重力勢能具有相對性，是相對于選取的參考面而言的。因此在計算重力勢能時，應該明確選取零勢面。

　　3重力勢能可正可負，在零勢面上方重力勢能為正值，在零勢面下方重力勢能為負值。

　　4選取不同的零勢面，物體的勢能值是不同的，但勢能的變化量不會因零勢面的不同而不同。

　　例題1：邊長為L，質量為的立方體物體靜止放在地面，在其旁邊有一高為H的水平桌面,如圖2所示.

　　1若選地面為零勢點，立方體物體的重力勢能為多少？

　　2若選桌椅面為零勢點，立方體物體的重力勢能為多少？

　　學生先做，老師再講。

　　解析：

　　1EP=gL/2.

　　2 EP= -g(H-L/2).

　　3．重力勢能的變化和重力做功的關系

　　引導學生進一步分析：圖1中，重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能轉化為物體的動能了。重力勢能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功？重力做功有什么特點？

　　討論1：物體從A點下落到B點過程中，如果受阻力作用，重力做的功與重力勢能變化之間的關系是怎樣的？

　　物體下落受到阻力，只影響物體動能的變化，不影響重力的功，重力勢能的變化只與A、B兩點的高度差有關。

　　WG=gh1-gh2=EP1-EP2.

　　物體減少的重力勢能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，減少的重力勢能沒有全部轉化為動能。

　　討論2：若物體從A點下落到B點后，再平移到與B點等高的C點，重力做的功是多少？重力做功與重力勢能之間的關系又如何？如圖3所示。

　　物體由B到C過程中重力不做功，重力勢能也不變化，因此物體由A運動到C點過程中，重力的功仍是WG=gh1-gh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢能等于重力所做的功。

　　討論3:若物體是從A點沿斜面滑到與B點等高的C點，上述關系是否成立？

　　設AC之間長為S，且與水平方向成θ角。

　　重力做功WG=Fssinθ=gh1-gh2

　　由此發現重力做功與路徑無關，只跟初末位置高度有關，物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。

　　討論4:物體從B點分別勻速、加速、減速上升到A點，上述關系又是如何呢？

　　無論物體從B點上升到A點是勻速、加速、減速，重力都做負功，且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢能都增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功。但這三種情況中，由于所受拉力不同，物體動能的變化量等于合外力的功，動能變化量不相同。

　　師生共同總結出重力勢能變化只與重力做的功有關，兩者關系如下：

　　當物體由高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少。減少的重力勢能等于重力所做的功。

　　當物體由低處運動到高處時，重力做負功，即物體克服重力做功，重力勢能增加。增加的重力勢能等于克服重力所做的功。

　　引導學生總結出重力做功的特點：

　　4.重力做功的特點：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關，跟物體的運動路徑無關。

　　演示實驗3:演示張緊的橡皮筋把紙團射出去，說明發生彈性形變的橡皮筋能夠做功，因而具有能量------這種能量稱為彈性勢能。

　　5.彈性勢能：發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外界做功，我們把物體因發生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。

　　引導學生舉些具有彈性勢能物體的實例。如張緊的弓、卷緊的發條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時的網球拍等都具有彈性勢能。初步了解彈簧所具有彈性勢能的大小與什么因素有關。

　　分析：彈簧被拉伸或壓縮的長度越大，恢復原狀時對外做的功就越多，彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能不跟彈簧的勁度有關，被拉伸或壓縮的長度相同時，勁度越大的彈簧彈性勢能越大。

　　重力勢能和彈性勢能是由相互作用物體的相對位置決定的，所以勢能又叫位能。今后還將學習其它形式的勢能。

　　例題2:沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是：

　　A．沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多；

　　B．沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多；

　　C．沿長度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多；

　　D．上述幾種情況重力做功同樣多。

　　學生先做，老師再評講。正確答案為D。

　　（三）、課堂小結：

　　1.重力勢能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢能的計算式：EP=gh.，即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳。

　　2. 重力做功的特點：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關，跟物體的運動路徑無關。

　　3. 彈性勢能：發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外界做功，我們把物體因發生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。

　　（四）、課外作業：

　　1.復習歸納本節課內容。

　　2.思考課本練習四第（1）、（3）題。

　　3.把練習四第(2)、(4)、(5)題做在作業本上。

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