2022-2023年度 名師 《重力勢能》教案

1、PAGE9重力勢能【教學(xué)目標(biāo)】一、知識目標(biāo)1理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)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】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)課時】1課時【探究學(xué)習(xí)】用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計算2理解重力勢能的變

2、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：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進(jìn)地里，為什么學(xué)生：因為重錘具有重力勢能教師：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驗：在一個透明的玻璃容器內(nèi)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(xué)生回答觀察到的現(xiàn)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(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

3、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，下邊我們再來分

4、析一個例子：用投影片出示問題：質(zhì)量為m的物體從高度為的A點下落到高度為2的B點，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量的變化，所以在物理學(xué)中就用這個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（g）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/s2重力勢能的單位是焦耳，并把上述板書補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

5、置的重力勢能，則學(xué)生討論得到：當(dāng)物體由高處運動到低處時，2，W當(dāng)物體由低處運動到高處時，2，W教師總結(jié)：重力做正功時，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，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處運動到高為2處，運動的路徑有無數(shù)條，討論在這些運動過程中，重力所做的功是否相同學(xué)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（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)，跟物體運動的路徑無關(guān)二重力勢能的相對性教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高，則該

6、物體的重力勢能為多大學(xué)生：3mgh；mgh；2mgh教師：同一個物體的重力勢能，為什么會有三個不同的值呢學(xué)生：是由于所選高度的起點不同而造成的教師：我們把所選高度的起點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)象取一個硬彈簧，一個軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察現(xiàn)象2學(xué)生敘述實

7、驗現(xiàn)象實驗一中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn)實驗二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時，硬彈簧把木塊彈出的遠(yuǎn)3上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時能夠?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)原狀時能夠?qū)ν庾龉Γ蚨哂心芰?，這種能量叫做彈性勢能4教師：同學(xué)們能舉幾個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、擊球時的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時的撐桿等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

8、于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，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位置也會發(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)重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少B物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加C地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值D重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)2物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則的負(fù)功的初速度豎直向上拋出一個物體，經(jīng)過秒后，物體的重力勢能是動能的3倍，10/s2，則的大小為秒秒秒秒?yún)⒖即鸢福骸菊n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，由它們的相對位置而決定2勢能是標(biāo)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(guān)，只跟物體運動的始、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】1物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積1物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘