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1、新人教版高中物理必修二 同步教案第七章 機(jī)械能守恒定律第四節(jié) 重力勢能【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)目標(biāo)1.理解重力勢能的概念，會(huì)用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)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(duì)性.4.了解彈性勢能.二、能力目標(biāo)1.根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式.2.學(xué)會(huì)從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象.三、德育目標(biāo)滲透從對(duì)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.【教學(xué)重點(diǎn)】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(diǎn)】重力勢能的系統(tǒng)性和相對(duì)性【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【探究學(xué)習(xí)】用投影片出示本節(jié)

2、課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解重力勢能的概念，會(huì)用重力勢能的定義式進(jìn)行計(jì)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(duì)性.4.了解彈性勢能.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程：一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入教師：打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，可以把水泥樁打進(jìn)地里，為什么?學(xué)生：因?yàn)橹劐N具有重力勢能.教師：那么什么是重力勢能?學(xué)生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能.演示實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子.實(shí)驗(yàn)一：用一個(gè)鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.實(shí)驗(yàn)二：用大小不同的兩個(gè)鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象：在實(shí)驗(yàn)一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙

3、子中的深度越大.在實(shí)驗(yàn)二中，質(zhì)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(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)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?板書課題：重力勢能二、新課教學(xué)(一)重力勢能1.教師舉例把一個(gè)質(zhì)量為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?學(xué)生：上升過程中，物體克服重力做功(重力做負(fù)功).物體的重力勢能增大.下落過程中，重力做正功，物體的重力勢能減小.教師：前邊我們學(xué)過了功和能之間的關(guān)系，我們知道力對(duì)物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學(xué)們認(rèn)為重力所做的功與物體

4、重力勢能的變化之間有什么關(guān)系?學(xué)生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化.2.上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢能的變化，下邊我們?cè)賮矸治鲆粋€(gè)例子：用投影片出示問題：質(zhì)量為的物體從高度為的A點(diǎn)下落到高度為2的B點(diǎn)，重力所做的功為多少?學(xué)生求解得到：重力所做的功為：WG（）教師：前邊我們結(jié)合功和能的關(guān)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(jīng)過推導(dǎo)又得到重力所做的功等于這個(gè)量的變化，所以在物理學(xué)中就用這個(gè)式子來表示物體的重力勢能.板書：EmghE物體的重力勢能焦（J）物體的質(zhì)量千克（kg）重力加速度(米每二次方秒)s2/物體的高度米（）推導(dǎo)重力勢能的單位：kg·/s

5、2··J重力勢能的單位是焦耳，并把上述板書補(bǔ)充完整.重力勢能是標(biāo)量3.據(jù)重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系進(jìn)行討論：教師：我們用來表示物體在初位置的重力勢能，用來表示物體在末位置的重力勢能，則學(xué)生討論得到：當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，>2，W> 當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，<2，W< 教師總結(jié)：重力做正功時(shí)，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功.物體克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí)，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功.4.討論：如圖所示，物體從高為h1處運(yùn)動(dòng)到高為2處，運(yùn)動(dòng)的路徑有無數(shù)條，討論在這些運(yùn)動(dòng)過程中，重力所做的功是否相同.學(xué)

6、生：重力所做的功相同，因?yàn)橹亓λ龅墓Φ扔谥亓菽艿臏p少量，而重力勢能的減少量（2）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和末位置的高度2有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān).(二)重力勢能的相對(duì)性教師：有一個(gè)物體放在三樓頂，每層樓高，則該物體的重力勢能為多大?學(xué)生：3mgh；mgh；2mgh.教師：同一個(gè)物體的重力勢能，為什么會(huì)有三個(gè)不同的值呢?學(xué)生：是由于所選高度的起點(diǎn)不同而造成的.教師：我們把所選高度的起點(diǎn)處的平面叫參考平面，第一位同學(xué)以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢能為3mgh，第二位同學(xué)是以三樓地面為參考平面，則物體的重力勢能為mgh，同理第三位同學(xué)是以二樓地面作為參

7、考平面，得到的重力勢能為2mgh.板書：參考平面的選取是任意的.選取不同的參考平面，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的.通常選地面為參考平面.(三)彈性勢能1.演示裝置如圖所示：將一彈簧壓縮不同程度：觀察現(xiàn)象.取一個(gè)硬彈簧，一個(gè)軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察現(xiàn)象.2.學(xué)生敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)一中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時(shí)，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn).實(shí)驗(yàn)二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時(shí)，硬彈簧把木塊彈出的遠(yuǎn).3.上述實(shí)驗(yàn)中，彈簧被壓縮時(shí)，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能.板書：發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν庾龉?，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢能.4.

8、教師：同學(xué)們能舉幾個(gè)物體具有彈性勢能的例子嗎?學(xué)生：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時(shí)的撐桿等.5.教師分析上述各例中彈性勢能和形變程度之間的關(guān)系，學(xué)生總結(jié)得到：形變程度越大，彈性勢能也越大.6.教師：到現(xiàn)在為止，我們已學(xué)習(xí)了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能.對(duì)于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定，對(duì)于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對(duì)位置也會(huì)發(fā)生變化，得到：勢能也叫位能.勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的.三、鞏固練習(xí)用投影片出示思考題：1.關(guān)于重力

9、做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是A.當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢能一定減少B.物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢能一定增加C.地球上任何一個(gè)物體的重力勢能都有一個(gè)確定值D.重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)2.物體在運(yùn)動(dòng)過程中，克服重力做功為50 J，則A.重力做功為50 JB.物體的重力勢能一定增加50 JC.物體的動(dòng)能一定減少50 JD.重力做了50 J的負(fù)功3.以40 /s的初速度豎直向上拋出一個(gè)物體，經(jīng)過秒后，物體的重力勢能是動(dòng)能的3倍，10 /s2，則的大小為A.2秒B.3秒C.4秒D.5秒?yún)⒖即鸢福?.ABD2.BD3.A【課堂小結(jié)】本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了：1.勢能由物體間的相互作用而產(chǎn)生，由它們的相對(duì)位置而決定.2.勢能是標(biāo)量，單位是焦耳.3.重力對(duì)物體所做的功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只跟物體運(yùn)動(dòng)的始、末位置有關(guān)，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(gè)物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān).【板書設(shè)計(jì)】1.物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積