功和勢(shì)能變化的關(guān)系

1、【課題】功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】1 知識(shí)與技能：(1) 理解勢(shì)能的概念、公式和單位，知道它是狀態(tài)量。(2) 掌握功和勢(shì)能變化的關(guān)系，理解和運(yùn)用它。2 情感、態(tài)度、價(jià)值觀：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)和縝密的科學(xué)態(tài)度。3過(guò)程與方法：了解物理理論中推理演繹的方法。【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】(1) 本節(jié)重點(diǎn)是勢(shì)能公式。(2) 本節(jié)難點(diǎn)是理解比較初、末在動(dòng)能定理和勢(shì)能公式這兩個(gè)公式中的前后次序不一樣?！窘谭▽W(xué)法】探究法、討論法【教學(xué)準(zhǔn)備】PPt【教學(xué)安排】1課時(shí)【教學(xué)過(guò)程】一復(fù)習(xí)引入我們已知道運(yùn)動(dòng)的物體具有勢(shì)能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？根據(jù)學(xué)生的回答引出新課內(nèi)容。二、講授新課：1 重

2、力勢(shì)能利用剛才學(xué)生舉的例子說(shuō)明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處 于一定高度的重物“儲(chǔ)存”著一種能量，這就是重力勢(shì)能，即：重力勢(shì)能是由 于物體處于一定高度而具有的能量。從重力勢(shì)能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關(guān)，到底是什么關(guān) 系呢？2 重力勢(shì)能公式功是能量變化的量度，重力勢(shì)能的變化也可用做功表示出來(lái)。例如，用一 外力把一質(zhì)量為m的物體勻速舉高h(yuǎn)，由于是勻速上升，物體的勢(shì)能不變，外 力舉高物體做的功W= mgh全部用于增加物體的重力勢(shì)能。而此過(guò)程中克服重 力做功亦為mgh也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢(shì)能。用Ep表示勢(shì)能，則處于高度h處的物體的重力勢(shì)能為：Ep = mg

3、h窗1從勢(shì)能公式的指導(dǎo)可以看出，它與功一樣，在國(guó)際單位制中的單位也是焦 耳J),而且也是標(biāo)量。它是由物體所處的位置狀態(tài)決定的，所以與勢(shì)能一樣 是狀態(tài)量。如圖1,請(qǐng)學(xué)生分別寫出以桌面和地面為零點(diǎn)的小球的重力勢(shì)能：曰=mgh,樂(lè)=mg(h1+h2)，可以看出，結(jié)果是與零點(diǎn)選取有關(guān)的，因此在表達(dá)重力勢(shì)能時(shí)，要指明勢(shì)能零點(diǎn)的位置。再請(qǐng)學(xué)生寫出兩種零點(diǎn)選取情況下，小球落在桌面上 和落在地面上時(shí)與初態(tài)的重力勢(shì)能差：曰=-mghi 耳=-mg（hi+h2），這是與零點(diǎn)選取無(wú)關(guān)的?？梢?jiàn)，不論我們?nèi)绾芜x擇參照系，對(duì)于一物理過(guò)程，重力 勢(shì)能的改變是一定的。我們今后的學(xué)習(xí)中，更多地是研究某物理過(guò)程中重力勢(shì) 能的變化

4、，這時(shí)我們就可以適當(dāng)選擇參照系使問(wèn)題簡(jiǎn)化，而不會(huì)影響結(jié)果。3 重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系（1）重力做功的特點(diǎn)如圖2,讓學(xué)生寫出幾種情況下，物體從 A-C,重力做的功：圖z圖A是物體由A做自由落體到B,再水平運(yùn)動(dòng)到C,容易得出此過(guò)程中，重 力做功為mgh圖B是物體沿斜面由A滑到C,重力做功為：mgs sin 9 = mgh 圖C是物體沿曲面由A滑到C,可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖 B 的結(jié)論可以得出，重力做功也為 mgh教師還可從A到BC面畫任意路徑讓學(xué)生 求重力做功，可以看出結(jié)論都為 mgh讓學(xué)生總結(jié)出規(guī)律。板書：重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與物體起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的高度差有關(guān)。提問(wèn)：其他力

5、（比如摩擦力）做功是否與路徑有關(guān)？回答是肯定的。可見(jiàn)， 重力做功的特點(diǎn)不能亂用，要視具體力而定。同時(shí)提醒學(xué)生，今后學(xué)習(xí)中還會(huì) 遇到做功具這個(gè)特點(diǎn)的力，讓學(xué)生在今后遇到新的力時(shí)注意這個(gè)問(wèn)題。（2）重力做功與重力勢(shì)能的變化教師將手中粉筆頭豎直上拋，然后讓學(xué)生分析其上升和下落過(guò)程中重力做 功與重力勢(shì)能的變化，如圖3,可以看出，上升過(guò)程中，重力做功為-mgh,重 力勢(shì)能增加mgh下落過(guò)程中，重力做功為 mgh,重力勢(shì)能減少mgh,（或稱增 加-mgh），啟發(fā)學(xué)生總結(jié)出如下結(jié)論：圖3重力做多少正功，重力勢(shì)能就減少多少；重力做多少負(fù)功（或稱克服重力做了多少功），重力勢(shì)能就增加多少。即重力做功等于重力勢(shì)能的

6、減少量。若 用W表示重力做功，Epi表示初態(tài)的重力勢(shì)能，樂(lè)表示末態(tài)的重力勢(shì)能，則上 述關(guān)系可表達(dá)為：（板書）WG= &i-Ep2= Ep。4 例題講解與討論例1圖5表示一個(gè)斜拋物體的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體由拋出位置1運(yùn)動(dòng)到最高位置2 時(shí)，重力做功是多少？重力勢(shì)能改變了多少？由位置 2運(yùn)動(dòng)到跟位置1在同一水 平面上的位置3時(shí)，重力做功和重力勢(shì)能的變化是多少？由位置 1運(yùn)動(dòng)到3呢？解答：由位置1f 2,重力做功-mgh，重力勢(shì)能增大mgh由位置23,重 力做功mgh重力勢(shì)能減少mgh增加-mgh);由位置13,重力做功和勢(shì)能變 化均為零。此例的目的是再次強(qiáng)化重力做功、重力勢(shì)能的概念和計(jì)算例2如圖6,

7、光滑斜軌道下端與光滑圓周軌道相接。要使小球進(jìn)入圓周軌 道后能經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)并不落下來(lái)，至少應(yīng)使它從斜軌道上多高處由靜止開(kāi)始 下滑？下基礎(chǔ)。四、 課后作業(yè)：第五、板書設(shè)計(jì)：一、重力勢(shì)能：1. 重力勢(shì)能的定義:2. 重力勢(shì)能的公式:3. 重力勢(shì)能的單位:4. 例題:六、教學(xué)反思：解答：因所有軌道都光滑，所以小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，要使小 球能經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)而不下落，對(duì)小球此時(shí)速度有一下限，也就是此處勢(shì)能有 一下限，禾用勢(shì)能定理對(duì)小球從出發(fā)點(diǎn)到圓周軌道最高點(diǎn)的過(guò)程列式，有： ingfji - 2R)=mvc3>-mviaitl2,甜血二寸跟解得h>|R可以看出，利用重力做功的特點(diǎn)對(duì)全程列式可使問(wèn)題大大簡(jiǎn)化。(可讓分段 列式同學(xué)提出自己的解答，然后比較優(yōu)劣。)三、內(nèi)容、方法小結(jié)：1 對(duì)勢(shì)能的含義和表達(dá)式予以必要重復(fù)。2 對(duì)重力做功的特點(diǎn)和重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系予以強(qiáng)調(diào)。3.回憶上節(jié)動(dòng)