高中物理人教版必修2《重力势能》教学设计_必修二重力势能教案
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§7.4 重力势能
本节知识点是人教版高一物理第七章第四节的内容，在此之前，学生已初步认识到处理动力学问题可以从两个方面去思考：
1、牛顿运动定律和运动学的相关规律；
2、力做功与能量变化之间的关系。本章节主要是从第二方面着手探究动力学问题。本节强化的一个思想是从定性到定量地探究重力做功与重力势能变化的关系。同时本节中重力做功与重力势能的变化之间的关系也是“机械能守恒定律”的必备知识。本节的讲解思路也为学生学习电势能打下坚实的基础。
一、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。
3)．知道重力势能的相对性。2.过程与方法
用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。
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。
二、教学重点、难点：
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。
三、教学方法：探究、讲授、讨论、练习
四、教学手段：多媒体辅助教学
课 型：新授课（1课时）
五、教学活动： [新课导入](多媒体投影演示．引发学生有意注意，引导学生进入状态)雪崩；陨石坑等等。
师：从刚才的画面中，同学们想到了什么，从做功和能量转化的角度分析问。
生：雪，陨石等物体下落过程中它们受到的重力对它们做了功。据功和能的关系，既然重力做了功，表明这些物体在没有下落之前具有。因为一个物体能够对外做功，所以这个物体具有能。师：由于物体被举高而使物体具有的能量是什么能？
生：在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。师：那么重力势能的大小与什么有关？ 学生探究：
1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉 • • • 2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉 • • • 师生分析：重力势能的大小与物体的高度和质量有关 [新课教学]
一、重力的功
师：重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过几个例子来探究一下。
(多媒体展示教材上的图7．4—
1、图7．4—
2、图7．4—3，让学生独立推导这几种情况下重力做的功)师：比较容易做的是哪一个问题？ 生：第一个和第二个问题。师：为什么这两个问题容易研究呢？
生：因为这两个问题中物体运动的路径是直线，所以在研究重力做功问题上比较容易研究。
师：那么这两个问题的答案是什么呢？ 生l：第一个问题中WG＝mg△h=mghl一mgh2
生2：第二个问题中WG=mgcosa=mg△h＝mgh1一mgh2；，和第一个问题中所求出的答案相同。
师：我们大胆猜想一下，第三个图中重力做的功和前两个是否相等呢？
生：可能是相等的。
师：我们来验证一下我们的猜想，第三个图的困难在哪里？ 生：力做功的路径是曲线。师：我们怎样突破这个难点呢? 生1(很为难)：这是力在曲线上做功的情况，不容易研究。生2：我记得在第二节学习力对物体做功的问题时曾经接触过有关变力做功的问题。
师(鼓励)：说说看，解决的途径是什么？
生2：曲线问题不容易解决，我们可以把这一条曲线看作由很多小的直线组成，这样把每小段直线上重力做的功合起来就是整个过程中重力做的总功。
师(表扬)：这个同学分析得非常好，根据这个同学的分析方法，第三个问题的答案应该是什么呢？
生：在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功相同。师：我们可以得到什么样的结论？ 生：重力做功与路径无关。
师：既然重力做功与路径无关，那么它与什么因素有关呢？ 生：与物体的初末位置有关。
师：假设所说“倾斜的直线”是个斜面，斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？
生：重力所做的功只和重力以及重力方向上通过的位移有关，和其他力无关。
例题：一质量为5kg的小球从5m高处下落，碰撞地面后弹起,，每次弹起的高度比下落高度低1m，求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功？(g=9.8m/s2)师生分析：略
二、重力势能师：重力做功具体的表达式是什么？
生：WG=mgh1一mgh2，其中hl和h2表示物体所处位置的高度。师：很好，可见物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。师：怎样定义物体的重力势能? 生：我们把物理量mgh叫做物体的重力势能。师：为什么可以这样来进行定义？
生：这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化。师：重力势能的表达式是什么？用文字怎样叙述？
生：Ep=mgh，物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积。师：重力势能是矢量还是标量？
生：与所有的能量一样，重力势能也是标量。师：重力势能的单位是什么？符号是什么？
生：重力势能和其他能量一样，它们的单位和功的单位相同，都是焦耳，符号是J。J=1 kg﹒ m﹒s-2﹒ m=1N﹒m
三、重力做功与重力势能变化的关系
师：有了重力势能的表达式，重力做的功与重力势能的关系可以写为
WG = mgh1-mgh2=Ep1Ep2
四、重力势能的相对性
重力势能与参考平面的选取有关．但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．
五、重力势能的系统性
