《重力勢能》教學(xué)設(shè)計

重力勢能教學(xué)設(shè)計 電子印章 電子簽名 電子簽名軟件 石河子第二十中學(xué) 錢貿(mào)生 【 教學(xué)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(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。 3知道重力勢能的相對性，知道重力勢能是物體和地球系統(tǒng)共有的 （二）過程與方法：用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親身感受知識的建立過程 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1滲透從對 生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣 2培養(yǎng)學(xué)生遵守社會公德，防止高空墜物。 【 教學(xué)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(guān)系。 【 教學(xué)難點 】重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。 【 教學(xué)方法 】啟發(fā)、引導(dǎo)、講練結(jié)合 【 教學(xué)過程 】 一、新課引入 有句話是“搬起石頭砸自己的腳”，從物理的角度看待這一問題，搬起的石頭有了做功的本領(lǐng)，它就具有了能，這種能我們稱為重力勢能。我們今天就來學(xué)習(xí)重力勢能。 二、新課 教學(xué) 物體重力勢能發(fā)生變化時，必然牽扯到重力做功，物體下降時，重力做正功，重力勢能減??；物體被舉高時，重力做負功，重力勢能增大。因此認識重力勢能，不能脫離對重力做功的研究。 1重力的功 重力做功與什么因素有關(guān)呢？我們現(xiàn)在就通過下列三種例子來探究一下。 思考：你認為這三個哪個比較容易做呢？ 圖 7 4-1：重力做功 = 圖 7 4-2：重力做功 =mgcos 圖 7 4-3：本圖中小球做曲線運動，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導(dǎo)出勻變速直線運動的公式的。重力做功 = = 這三個運動重力做功有什么關(guān)系，我們得到的結(jié)論： 重力做功只跟它的起點與終點的位置有關(guān)，而與運動路徑無關(guān)。 表達式 練習(xí) 1：下圖表示一個斜拋物體的運動，當(dāng)物體由拋出位置 1運動到最高位置 2時，重力做功是多少？由位置 2運動到跟位置 1在同一水平面上的位置 3時，重力做功是多少？由位置 1運動到位置 3呢？ 由 1至 2重力做功 由 2至 3重力做功 由 1至 3重力做功為零 物體所受的重力 與它所處位置的高度 的乘積 是一個具有特殊意義的物理量。它一方面與重力所做的功密切相關(guān)，另一方面它隨著高度的變化而變化恰與勢能的基本特征一致。因此，我們把物理量 叫做重力勢能。 2重力勢能 重力勢能的定義 物體的重力勢能等于它所受的重力與所處的高度的乘積。 重力勢能是矢量？還是標量？與所有的能量一樣，是標量 重力勢能的單位： 焦耳 符號是 J 重力做功與重力勢能之間的關(guān)系 即物體由高處向低處運動重力做正功，重力 勢能減少；由低處運送到高處重力做負功，重力勢能增加。 思考與討論：閱讀課本 說一說，并回答上面有關(guān)問題。 如果重力做功與運動路徑有關(guān)，能量變化不能表示重力做的功 練習(xí) 2質(zhì)量是 100 g的球從 1 8 m的高處落到水平板上，又彈回到 1 25 m的 高度，在整個過程中重力對球所做的功為多少？球的重力勢能變化了多少？（ g取 10 m/s2） 3重力勢能的相對性和系統(tǒng)性 討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 相對性 。重力勢能與高度有關(guān)，重力勢能也有 相對性 。 在研究重力勢能是應(yīng)該選擇 參考平面 。在參考平面上，物體的重力勢能為零；在參考平面上方物體的重力勢能為正的，表示重力勢能比零勢能面的勢能大；在參考平面下方物體的重力勢能為負的，表示重力勢能比零勢能面的勢能小。 參考平面的選擇 是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據(jù)圖， m=0 5kg, 完成下列表格： 參考平面的選擇 小球在 A處的重力勢能 小球在 B處的重力勢能 整個下落過程中重力的功 整個下落過程中重力勢能增量 桌面 地面 重力勢能是 物體與地球組成的系統(tǒng)共同 具有的。 例 1 在離地 80 m處無初速釋放一小球，小球質(zhì)量為 m=200 g，不計空氣阻力， g取 10 m/s2，取最高點所在水平面為零勢能參考面。求： （ 1）在第 2 s末小球的重力勢能； 解析：在第 2 s末小球所處的高度為： _ 重力勢能為： _ （ 2）在第 3 s內(nèi)重力所做的功，重力勢能的變化 解析：前 2s 下降了 m , 前 3s 下降了 m，第 3s 內(nèi)的位移 m 第 3 s內(nèi)重力做功為： _ WG 0，所以小球的重力勢能 _，且減少了 _J。 例 2 如圖 5 26 所示，質(zhì)量為 m 物體靜止在地面上，物體上面連著一個直立的輕質(zhì)彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為 k?，F(xiàn)用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度 h，此時物體已經(jīng)離開地面，求物體重力勢能的增加量。 解析： 物體離開地面后，彈簧的伸長量為： _ 可見，物體上升的高度為： _ 從而，物體重力勢能的增加量 為： _ 課堂小結(jié)： 1重力做功的特點： 與路徑無關(guān)，只與起點和終點的高度差有關(guān) 2重力勢能： 3重力做功與重力勢能變化的關(guān)系： 4重力勢能是 相對的 ，正負表示大小。 作業(yè)布置： 課本 61 頁問題與練習(xí)第 1， 2題。 板書設(shè)計： 7.4