高中物理課堂教學(xué)教案

5.1追尋守恒量

高中物理課堂教學(xué)教案

課題5.1追尋守恒量課型新授課(1課時(shí))

教1.知識(shí)與技能

學(xué)(1)理解動(dòng)能、勢(shì)能及能量的概念與意義。

(2)了解守恒思想的重要性，守恒關(guān)系是自然界中十分重要的關(guān)系，

目

(3)通過(guò)具體的事例使同學(xué)們對(duì)守恒觀念有初步的認(rèn)識(shí).

標(biāo)

2.過(guò)程與方法

(1)再微一次伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)大家對(duì)守恒思想的認(rèn)譏

(2)利用自制教具(如單擺)的演示，幫助同學(xué)們建立能量守恒的觀念.

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)動(dòng)能、勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化來(lái)研究生活中的物體的運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)熱愛(ài)生活的情

趣。

觀察一個(gè)物理現(xiàn)象總是很容易的，但從中分析并得到物理規(guī)律卻不容易，有一

句俗語(yǔ)“會(huì)看的看門(mén)道，不會(huì)看的看熱鬧”，望同學(xué)們都做有心人

教學(xué)重點(diǎn)

教學(xué)

理解動(dòng)能、勢(shì)能的含義。

重

教學(xué)難點(diǎn)

點(diǎn)、

在動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程中體會(huì)能量守恒。

難點(diǎn)

教

教學(xué)方法

學(xué)

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。

方

法

教

學(xué)

教學(xué)工具

手計(jì)算機(jī)、投影儀、CAI課件、錄像片

段

教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

(-)引入新課

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生列舉生活中能量轉(zhuǎn)化的例子，讓學(xué)生初步體會(huì)“能

量”在人類生活中的重要性。

學(xué)生活動(dòng)：積極思考，列舉實(shí)例。學(xué)生代表發(fā)言，其他同學(xué)補(bǔ)充。

教師活動(dòng)：總結(jié)點(diǎn)評(píng)學(xué)生的發(fā)言情況，引出課題。

(-)進(jìn)行新課

1、對(duì)能量概念的學(xué)習(xí)

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)

教師活動(dòng)：讓一位學(xué)生大聲朗讀教材開(kāi)頭費(fèi)恩曼的話，讓學(xué)生體會(huì)能真觀看課件演

量守恒定律的重要性。示，用心體會(huì)。

課件展示“伽利略斜面實(shí)驗(yàn)”，通過(guò)動(dòng)畫(huà)展示，讓學(xué)生感受到“有某

一量是守恒的”。

閱讀P2第四自然段

學(xué)生活動(dòng)：

教師活動(dòng)：教師幫助學(xué)生總結(jié)，得出“能量”的概念。

2、對(duì)勢(shì)能、動(dòng)能概念的學(xué)習(xí)

教師活動(dòng)：課件展示“勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化”，通過(guò)動(dòng)畫(huà)展示，建

立勢(shì)能和動(dòng)能的概念，并讓學(xué)生感受到“勢(shì)能和動(dòng)能”是

可以轉(zhuǎn)化的，但總和是不變的。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真觀看課件演示，用心體會(huì)，并發(fā)表見(jiàn)解。

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并用能量的觀點(diǎn)，解釋“小球”釋放

后為什么會(huì)重新回到原來(lái)的高度。

點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題分析問(wèn)題的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和進(jìn)

一步學(xué)習(xí)的欲望。

教師活動(dòng)：提出問(wèn)題：如果不采用能量的概念，用我們以前的語(yǔ)言能

否解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)？這種描述具有什么局限？

學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問(wèn)題，討論后學(xué)生代表發(fā)言。

閱讀P3第三自然段

教師活動(dòng)：針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

點(diǎn)評(píng)：教師求追不舍，設(shè)置疑問(wèn)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)和學(xué)習(xí)

的欲望。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，

其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、

比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而

構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

（四）實(shí)例探究

☆關(guān)于機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析

［例］以豎直上拋的小球?yàn)槔f(shuō)明小球的勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況。在

這個(gè)例子中是否存在著能的總量保持不變？

解析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球，首先由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),

動(dòng)能為零，勢(shì)能達(dá)到最大，在下落時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)

能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的機(jī)械能總量保持不變。

作

課后討論P(yáng)3“問(wèn)題與練習(xí)”中的問(wèn)題。

業(yè)

§5.1追尋守恒量

1.能量：能量是一個(gè)守恒量，但它有不同的表現(xiàn)形式

板

2.勢(shì)能：有重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之分，其大小與物體所處高

書(shū)

度或彈簧的形變量有關(guān)

設(shè)

3.動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量

計(jì)

4.動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的能旦保持不變.

5.機(jī)械能可以和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，而總能量保持不變

教

學(xué)

后

記

5.2功

高中物理課堂教學(xué)教案

課題5.2功課型新授課(2課時(shí))

教1.知識(shí)與技能

學(xué)(1)理解功的概念和做功兩個(gè)要素。

(2)會(huì)利用公式進(jìn)行有關(guān)運(yùn)算.

目

2.過(guò)程與方法

標(biāo)

(1)理解正、負(fù)功的含義，能解釋相關(guān)現(xiàn)象.

(2)W=Flcosa要靈活運(yùn)用.

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

(1)生產(chǎn)、生活中處處體現(xiàn)了功的問(wèn)題.

(2)合理、正確地做“功”有益于社會(huì).

教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)

理解功的概念及正負(fù)功的意義。

重

教學(xué)難點(diǎn)

點(diǎn)、

利用功的定義式解決有關(guān)問(wèn)題。

難點(diǎn)

教

教學(xué)方法

學(xué)

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。

方

法

教

教學(xué)工具

學(xué)手

計(jì)算機(jī)、投影儀、CAI課件、錄像片

段

★課余作業(yè)

作書(shū)面完成P6“問(wèn)題與練習(xí)”中『4題。

業(yè)

§5.2功

1.功的定義：

2.做功的兩個(gè)要素

板

3.功的公式:W=Flcosa

書(shū)

4.單位：焦耳（J）

設(shè)

5.功有正、負(fù)之分

計(jì)

①當(dāng)a=n/2時(shí)，cosa=0,上0。力夕和位移s的方向垂直時(shí)，力夕不做功；

②當(dāng)a<JI/2時(shí)，cosa>0,這表示力尸對(duì)物體做正功；

③當(dāng)n/2VaWn時(shí)，cosa<0,W<0。這表示力夕對(duì)物體做負(fù)功。

教

學(xué)

后

記

5.3功率

高中物理課堂教學(xué)教案年月日

課題§5.3功率課型新授課（2課時(shí)）

知識(shí)與技能

教

學(xué)1、理解功率的定義及額定功率與實(shí)際功率的定義。

2、,的運(yùn)用

目

過(guò)程與方法

標(biāo)

1、通常指平均功率，為瞬時(shí)功率

2、，分析汽車的啟動(dòng)，注意知識(shí)的遷移

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀。

教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)

理解功率的概念，并靈活應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。

重

教學(xué)難點(diǎn)

點(diǎn)、

正確區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義，并能夠利用相關(guān)公式計(jì)算平

難點(diǎn)均功率和瞬時(shí)功率。

教

學(xué)教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。

方

法

教

教學(xué)手段

學(xué)

多媒體課件

手

段

教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

［新課導(dǎo)入］

師：在學(xué)習(xí)了功之后，我們來(lái)回憶一下這樣的問(wèn)題：力對(duì)物體所做的功

的求解公式是什么？

生：功的定義式是W=F?L?cosa.

師：那么只用這一個(gè)式子就可以完全描述物體做功這個(gè)問(wèn)題嗎?現(xiàn)在我

們來(lái)看這樣一個(gè)例子.

（多媒體分別演示兩幅畫(huà)面，并進(jìn)行對(duì)比）

畫(huà)面一：一臺(tái)起重機(jī)在1min內(nèi)把1t重的貨物勻速提到預(yù)定的高度.

畫(huà)面二：另一臺(tái)起重機(jī)在30s內(nèi)把1t貨物勻速提到相同的高度.

師：這兩臺(tái)起重機(jī)做的功是不是一樣呢？

生：兩臺(tái)起重機(jī)對(duì)物體做功的大小相同.

師：那么這兩臺(tái)起重機(jī)做功有沒(méi)有區(qū)別呢？區(qū)別是什么？

生：這兩臺(tái)起重機(jī)做功還是有區(qū)別的.區(qū)別就在于他們做功的快慢不一

樣.

師：為了進(jìn)一步研究力對(duì)物體做功的快慢，我們進(jìn)入這一節(jié)課的主題：

功率.

［新課教學(xué)］

一、功率

師：還是剛才這兩臺(tái)起重機(jī)，它們對(duì)物體做功的不同之處在哪里，請(qǐng)大

家指出來(lái).

生（同時(shí)回答）：它們做功的快慢不同.

師：怎樣比較它們做功的快慢呢？

生：它們完成這些功所用的時(shí)間不同，第一臺(tái)起重機(jī)做功所用時(shí)間長(zhǎng)，

我們說(shuō)它做功慢；第二臺(tái)起重機(jī)做同樣的功，所用的時(shí)間短，我們說(shuō)它做功

快.

師：這樣研究的前提條件是什么？

生：它們做的功相同，在做功大小相同的條件下比較所用的時(shí)間，時(shí)間

越短，做功越快.

師：還有沒(méi)有其他的比較方法？

生：如果時(shí)間相同，可以比較做功的多少.在相同的時(shí)間內(nèi)做功越多.做

功越快.

師：做功快慢的比較有兩種方式：一是比較完成相同的功所用的時(shí)間；

另一是比較在相同的時(shí)間內(nèi)完成的功.如果時(shí)間不同，力對(duì)物體做的功也不

同，那么怎樣比較力做功的快慢？

生：我們可以用力對(duì)物體做的功和物體所用時(shí)間的比值來(lái)表示.

師:在物理學(xué)中，一個(gè)力所做的功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值w/t,

叫做功率.用P表示，則P=w/t.那么功率的物理意義是什么？

生：功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量.

師：上式是功率的定義式，也是功率的量度式，P與w、t間無(wú)比例關(guān)系，

做功的快慢由做功的物體本身決定.根據(jù)這一公式求出的是平均功率，同時(shí)

這個(gè)公式變形后給我們提供了一種求功的方法：W=pt.根據(jù)公式，功率的

單位是什么？

生1：由功率的定義式可知，功率的單位由功和時(shí)間的單位決定，功率

的單位應(yīng)該是J/s.

生2：我記得初中所學(xué)的功的單位是瓦特，符號(hào)是W.

師：這兩種表示方法是等效的，以后我們就用瓦特作為功率的單位，符

號(hào)是w.除了瓦特這個(gè)單位之外，功率還有一些常用單位，例如千瓦(kW),

它和W之間的換算關(guān)系是1k\V=l000W.另外還有一個(gè)應(yīng)該淘汰的常用單

位馬力，1馬力=735W.

師：功率的這種定義方法叫做什么定義方法？

生：比值定義法.

師：我們以前學(xué)過(guò)的哪一個(gè)物理量也是用這種方法來(lái)進(jìn)行定義的？

生1：這樣定義的物理量非常多，例如密度的定義是質(zhì)量和體積的比值,

壓強(qiáng)的定義是壓力和面積的比值，電阻的定義是電壓和電流的比值等等.

生2：高中物理中的速度的定義是位移和時(shí)間的比值，加速度是速度變

化量和時(shí)間的比值.

師：某一個(gè)物理量與時(shí)間的比值叫做這個(gè)物理量的變化率，速度是位移

的變化率，加速度是速度的變化率，功率應(yīng)該叫做功的變化率.你還能不能

舉出這樣的例子？

生：一天內(nèi)溫度在不同時(shí)段變化的快慢是不一樣的，我們就可以用溫度

的變化率來(lái)表示溫度變化的快慢.

師：剛才這位同學(xué)舉的例子很好，希望同學(xué)們仔細(xì)觀察，找出更多的這

種表示的例子.

師：公式p=w/t是平均功率還是瞬時(shí)功率？

生1：p=w/t指平均功率.

生2：我覺(jué)得用這個(gè)公式也可以表示瞬時(shí)功率，當(dāng)△t-0。時(shí)，即表示

瞬時(shí)功率.

師（微笑鼓勵(lì)）：這位同學(xué)補(bǔ)充得非常好.我們?cè)谑裁吹胤揭矊W(xué)過(guò)這種方

法？

生：在對(duì)速度進(jìn)行定義時(shí)我們也用了這種方法，速度的定義式是v=x

/t,這個(gè)公式即可以表示平均速度，也可以表示瞬時(shí)速度，方法是當(dāng)At

一0時(shí)，公式表示的速度就是瞬時(shí)速度.

師：這種方法叫做極限的方法，我們?cè)诮窈髮W(xué)習(xí)中有很多地方要用到這

種方法，希望大家認(rèn)真體會(huì).

師：下面大家閱讀教材7頁(yè)“額定功率和實(shí)際功率”一段，提出問(wèn)題，

你對(duì)“額定功率和實(shí)際功率”是怎樣理解的？

學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，思考并回答老師的提問(wèn).

［交流與探究］

把一枚硬幣放在書(shū)的封面上，打開(kāi)書(shū)的封面形成一個(gè)斜面，并使硬幣開(kāi)

始下滑，如圖5.3—1所示.仔細(xì)分析一下，在下滑的過(guò)程中硬幣共受到幾

個(gè)力的作用？哪些力做正功?哪些力做負(fù)功?哪些力沒(méi)有做功?如果使斜面的

傾角增大，情況會(huì)有什么變化?傾角增大時(shí)，功率是否也增大？

二、額定功率和實(shí)際功率

生：實(shí)際功率：指機(jī)器工作中實(shí)際輸出的功率.額定功率：指機(jī)器正常

工作時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值.

師：額定功率和實(shí)際功率的關(guān)系是什么？

生：機(jī)器不一定都在額定功率下工作.實(shí)際功率總是小于或等于額定功

率.實(shí)際功率如果大于額定功率容易將機(jī)器損壞.

師：那么在機(jī)車啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是指的牽引力的功率

還是合外力的功率？

生：應(yīng)該是指的牽引力的功率，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是提供牽引力的.

師：在功的公式中功與力和位移有關(guān)，功率的定義式中功率與功和時(shí)間

有關(guān)，那么功率和速度又有什么關(guān)系呢?大家通過(guò)幾個(gè)相關(guān)的公式來(lái)推導(dǎo)一

下.

三、功率和速度

（學(xué)生思考老師提出的問(wèn)題，推導(dǎo)功率與速度的關(guān)系式）

生：根據(jù)功的計(jì)算式w=FLcosa和功率的計(jì)算公式P=w/t,可以得到P

=FLcosa/t,而L/t=v,所以P=Fvcosa.

師：a指的是什么？什么時(shí)候a=0?

生：a指的是受力方向和速度方向的夾角，當(dāng)力的方向和速度方向在一

條直線上時(shí)，a=0.

師：我們把這個(gè)公式簡(jiǎn)化一下，當(dāng)a=。時(shí)P=Fv,那么這個(gè)公式是表

示的平均速度還是瞬時(shí)速度呢？

生：公式p=Fv中若v表示在時(shí)間t內(nèi)的平均速度，p就表示力F在這

段時(shí)間t內(nèi)的平均功率；如果時(shí)間t取得足夠小，公式P=Fv中的v表示某

一時(shí)刻的瞬時(shí)速度時(shí)，P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率.

問(wèn)題：汽車等交通工具在啟動(dòng)和行駛過(guò)程中，其牽引力和行駛速度是怎

樣變化的？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，用自己的話加以解釋。

根據(jù)公式P=Fvz

①當(dāng)功率尸一定時(shí)，尸與v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。

當(dāng)交通工具的功率一定時(shí)，要增大牽引力，就要減小速度。所以汽車上

坡時(shí)，司機(jī)用換檔的辦法減小速度來(lái)得到較大的牽引力。

②當(dāng)速度。一定時(shí)，尸與分成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。

汽車從平路到上坡時(shí)，若要保持速率不變，必須加大油門(mén)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)

功率來(lái)得到較大的牽引力。

③當(dāng)力夕一定時(shí)，功率尸與速度y成正比，即速度越大，功率越大。

起重機(jī)吊起同一物體時(shí)以不同的速度勻速上升，輸出的功率不等，速度

越大，起重機(jī)輸出的功率越大。

［討論與交流］

有同學(xué)認(rèn)為：根據(jù)p=Fv。，機(jī)械的功率p一定，F(xiàn)與v成反比，那么，

當(dāng)v趨于零時(shí)，F(xiàn)將趨于無(wú)窮大；當(dāng)F趨于零時(shí)，v趨于無(wú)窮大.因此，哪

怕功率較小的機(jī)械，也可能獲得很大的牽引力或很大的運(yùn)動(dòng)速度.你對(duì)此有

何看法？同學(xué)們展開(kāi)討論，發(fā)表各自的觀點(diǎn).

［小結(jié)］

本節(jié)講述功率的概念、功率公式的應(yīng)用.功率的概念、功率的物理意義

是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，如果學(xué)生能懂得做功快慢表示的是能量轉(zhuǎn)化的快慢，自

然能感悟出功率實(shí)際上是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量.要使學(xué)生確切地理解

公式p=Fv的意義，要通過(guò)例題的教學(xué)，使學(xué)生會(huì)應(yīng)用基本公式進(jìn)行計(jì)算，

對(duì)平均功率和瞬時(shí)功率有所理解.

瞬時(shí)功率的概念學(xué)生較難理解，這是難點(diǎn).學(xué)生往往認(rèn)為，在某瞬時(shí)物

體沒(méi)有位移就沒(méi)有做功問(wèn)題，更談不上功率了.如果學(xué)生沒(méi)有認(rèn)識(shí)到功率是

描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量，這個(gè)難點(diǎn)就不易突破，因此，在前面講清楚功

率的物理意義很有必要，它是理解瞬時(shí)功率概念和物理意義的基礎(chǔ).

關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與汽車的最大速率之間的關(guān)系，最好采用課后專

題講座的形式進(jìn)行，以便通過(guò)分析汽車由開(kāi)動(dòng)到勻速行駛的物理過(guò)程，使學(xué)

生養(yǎng)成分析物理過(guò)程的習(xí)慣，避免簡(jiǎn)單地套用公式.

這里可以增加一節(jié)習(xí)題課，對(duì)前三節(jié)也就是第一單元進(jìn)行復(fù)習(xí)，總結(jié)這

幾節(jié)的規(guī)律.

關(guān)于功率的計(jì)算

［例1］質(zhì)量爐3kg的物體，在水平力后6N的作用下，在光滑水平面上

從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間占3s,求：

(1)力月在Q3s內(nèi)對(duì)物體所做的功。

(2)力尸在片3s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率。

(3)在3s末力尸對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。

解析：物體在水平力尸的作用下，在光滑水平面上做初速度為零的勻加速

直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，可求出加速度于=2m/s2,則：

物體在3s末的速度-a￡=6m/s物體在3s內(nèi)的位移折a1=9m

(1)力尸做的功生后6X9J=54J

(2)力尸在3s內(nèi)的平均功率4=18W(或W=18W)

(3)3s末力產(chǎn)的瞬時(shí)功率后分k6X6W=36W

關(guān)于機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題

［例2］汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車質(zhì)量為5t,汽車在水平路面

上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍，g取10m/s:問(wèn)：

①汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少？

②若汽車保持0.5m/s?的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？

解析：①當(dāng)牽引力月大小等于阻力f時(shí)，汽車的加速度，0,速度達(dá)到最

大值%,據(jù)公式尸=心,可得出汽車最大速度外

產(chǎn)額=尸片/X

12m/s

②汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間應(yīng)該從開(kāi)始到汽車達(dá)到額定功率的時(shí)

候，設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為廠牽，阻力為￡據(jù)牛頓第二定律，

有

尸率=/H-zoa=0.1儂+儂=7500N

當(dāng)汽車的功率增大到額定功率時(shí)，汽車做勻加速過(guò)程結(jié)束，設(shè)這時(shí)汽車的

速度為/o,據(jù)功率公式片見(jiàn)得：

8m/s

設(shè)汽車能維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,則：

/=at0

得：益=%'/<a=16s

5.3功率學(xué)案

基本概念

一、功率

功率是描述做功______________快慢的物理量，其定義式為_(kāi)___________

在國(guó)際單位制中，功率的單位是____________,簡(jiǎn)稱_______,符號(hào)是—

iw=______________o常用單位有______________，與國(guó)際單位的

換算關(guān)系是______________________o

二、額定功率

機(jī)器名牌上標(biāo)注的功率值是__________________，是發(fā)動(dòng)機(jī)____________

工作是的功率，實(shí)際功率往往____________這個(gè)值。

三、功率與速度

1、物體在恒力作用下從開(kāi)始計(jì)時(shí)到時(shí)刻t發(fā)生的位移為/,若力的方向

與物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，這力所做的功w=________，物體

的平均速度為

_________________，F(xiàn)的平均功率為P=______________，用速度表

示為

______________O

2、物體在恒力作用下從開(kāi)始計(jì)時(shí)到時(shí)刻t發(fā)生的位移為若力的方向與

物體的運(yùn)動(dòng)方向成一夾角a,這力所做的功為\丫=___________,物體的

平均速度為

_____________,F的平均功率為P=______________，用速度表

示為

______________O

3、當(dāng)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí)，牽引力與速度的關(guān)系

為_(kāi)___________________,

要增大牽引力就必須,也可以通過(guò)

來(lái)提高速度。

反饋練習(xí)

1.一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t=0開(kāi)始，將一個(gè)大小為

F的水平恒力作用在該木塊上，在t=T時(shí)刻F的功率是（）

A.B.C.D.

2.卡車在平直公路上從靜止開(kāi)始加速行駛，經(jīng)時(shí)間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)

到最大值。設(shè)此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為P,卡車所受阻力為f,則這段時(shí)

間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（）

A.PtB.fsC.Pt—fsD.

3.火車從車站開(kāi)出作勻加速運(yùn)動(dòng)，若阻力與速率成正比，則（）

A.火車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定越來(lái)越大，牽引力也越來(lái)越大

B.火車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定不變，牽引力也越來(lái)越小

C.當(dāng)火車達(dá)到某一速率時(shí)，若要保持此速率作勻速運(yùn)動(dòng)，則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率

這時(shí)應(yīng)減小

D.當(dāng)火車達(dá)到某一速率時(shí)，若要保持此速率作勻速運(yùn)動(dòng)，則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率

一定跟此時(shí)速率的平方成正比

4.同一恒力按同樣方式施于物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水

平拋面移動(dòng)相同一段距離時(shí)，恒力的功和平均功率分別為、和、，則二

者的關(guān)系是（）

A.、B.>

C.、D.、

5.如圖8-8甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2kg的物體在F作用

下由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，

由此可知（）（g?。?/p>

A.物體加速度大小為

B.F的大小為21N

C.4s末F的功率大小為42W

D.4s內(nèi)F做功的平均功率為42W

6.設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機(jī)以速度v勻速飛

行，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，則飛機(jī)以2V勻速飛行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為（）

A.2PB.4PC.8PD.無(wú)法確定

7.質(zhì)量為0.5kg的物體從高處自由下落，在下落的前2s內(nèi)重力對(duì)物體做

的功是__，這2s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率是

，2s末，重力對(duì)物體做功的即時(shí)功率是

___________________o（g取）

8.在傾角為〃的斜面上，有一質(zhì)量為股的物體沿斜面下滑，當(dāng)物體的速度

大小為/時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為多大？

9.作平拋運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量為創(chuàng)某時(shí)刻的速度為％與水平方向的夾角為

S,此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為多大？

10.質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在平直公路上行駛。若汽車行駛時(shí)所

受阻力大小不變，并以額定功率行駛，汽車最大速度為，當(dāng)汽車以速率行

駛時(shí)，它的加速度是多少？

11.一輛重5t的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW,汽車從靜止開(kāi)始以加速度a=1m/s2做勻加

速直線運(yùn)動(dòng)，車受的阻力為車重的0.06倍，g取10m/s2,求：

(1)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間tm

(2)汽車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后第5s末的瞬時(shí)功率

(3)汽車的最大速度um

(4)如果汽車起動(dòng)勻加速5s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則汽車勻速運(yùn)動(dòng)的實(shí)際功率多大？

作［布置作業(yè)］

業(yè)教材第10頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)1,2,3,4.

5.3功率

一、功率

1.定義：功和完成這些功所用時(shí)間的比值.

板

2.定義式：P=w/t,變形式：P=Fvo

書(shū)

3.國(guó)際單位和常用單位：W,kW.

設(shè)

二、額定功率和實(shí)際功率

計(jì)

1.額定功率：正常條件下可以長(zhǎng)時(shí)間工作的功率.

2.實(shí)際功率：機(jī)車實(shí)際輸出的功率.

三、功率與速度討論公式P=Fv

教

學(xué)

后

記

5.4重力勢(shì)能

高中物理課堂教學(xué)教案年月日

課題5.4重力勢(shì)能課型新授課（2課時(shí)）

教知識(shí)與技能

學(xué)1.理解重力勢(shì)能的概念，會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算.

2.理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無(wú)關(guān).

目

3.知道重力勢(shì)能的相對(duì)性.

標(biāo)

過(guò)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(shí)的建立過(guò)程.

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

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)教學(xué)重點(diǎn)

重重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系.

點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)

難點(diǎn)重力勢(shì)能的系統(tǒng)性和相對(duì)性.

教

學(xué)

探究、講授、討論、練習(xí)

方

法

教

學(xué)

教具準(zhǔn)備

手

鐵球（大小、質(zhì)量均不同）兩個(gè)、透明玻璃容器、沙子，投影片.

段

教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

［新課導(dǎo)入］

（多媒體投影演示.引發(fā)學(xué)生有意注意，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)）打樁機(jī)的

重錘從高處落下，把水泥樁打進(jìn)地里；蘋(píng)果自高處下落；飛機(jī)投彈等等.

師：從剛才的畫(huà)面中，同學(xué)們想到了什么，從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度

分析問(wèn)題.

生：重錘把水泥樁打進(jìn)地里；蘋(píng)果自高處下落；飛機(jī)投下的炸彈等物

體下落過(guò)程中它們受到的重力對(duì)它們做了功.據(jù)功和能的關(guān)系，既然重力

做了功，表明這些物體在沒(méi)有下落之前具有能.因?yàn)橐粋€(gè)物體能夠?qū)ν庾?/p>

功，所以這個(gè)物體具有能量.

師：這個(gè)能量與什么因素有關(guān)？

生：與物體所處的高度有關(guān).

師：由于物體被舉高而使物體具有的能量是什么能？

生：在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能.

師：那么重力勢(shì)能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們

就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題.

［新課教學(xué)］

一、重力的功

師：重力做功與什么因素有關(guān)呢?我們現(xiàn)在就通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)探究一

下.

（多媒體投影教材上的圖5.4—1、圖5.4—2、圖5.4-3,讓學(xué)生獨(dú)

立推導(dǎo)這幾種情況下重力做的功）

師：比較容易做的是哪一個(gè)問(wèn)題？

生：第一個(gè)和第二個(gè)問(wèn)題.

師：為什么這兩個(gè)問(wèn)題容易研究呢？

生：因?yàn)檫@兩個(gè)問(wèn)題中物體運(yùn)動(dòng)的路徑是直線，所以在研究重力做功

問(wèn)題上比較容易研究.

師：那么這兩個(gè)問(wèn)題的答案是什么呢？

生1：第一個(gè)問(wèn)題中Wc=mgz^h=mghi-mgh?.

生2：第二個(gè)問(wèn)題中％=mgcosa=mgZ\h=mghi—nigh?；,和第一個(gè)問(wèn)題

中所求出的答案相同.

師：我們大膽猜想一下，第三個(gè)圖中重力做的功和前兩個(gè)是否相等呢？

生：可能是相等的.

師：我們來(lái)驗(yàn)證一下我們的猜想，第三個(gè)圖的困難在哪里？

生：力做功的路徑是曲線.

師：我們?cè)鯓油黄七@個(gè)難點(diǎn)呢？

生1（很為難）：這是力在曲線上做功的情況，不容易研究.

生2：我記得在第二節(jié)學(xué)習(xí)力對(duì)物體做功的問(wèn)題時(shí)曾經(jīng)接觸過(guò)有關(guān)變力

做功的問(wèn)題.

師（鼓勵(lì)）：說(shuō)說(shuō)看，解決的途徑是什么？

生2：曲線問(wèn)題不容易解決，我們可以把這一條曲線看作由很多小的直

線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來(lái)就是整個(gè)過(guò)程中重力做的

總功.

師（表?yè)P(yáng)）：這個(gè)同學(xué)分析得非常好，根據(jù)這個(gè)同學(xué)的分析方法，第三

個(gè)問(wèn)題的答案應(yīng)該是什么呢？

生：在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同.

師：我們可以得到什么樣的結(jié)論？

生：重力做功與路徑無(wú)關(guān).

師：既然重力做功與路徑無(wú)關(guān)，那么它與什么因素有關(guān)呢？

生：與物體的初末位置有關(guān).

師：具體的表達(dá)式是什么？

生：WcFmghi—mgh2,其中hi和兒表示物體所處位置的高度.

師：很好，可見(jiàn)物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”

是一個(gè)具有特殊意義的物理量.

［課堂訓(xùn)練］

1.沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體

拉到頂端，以下說(shuō)法正確的是............（）

A.沿坡度小、長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多

B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多

C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多

D.上述幾種情況重力做功同樣多

2.將一物體由A移至B,重力做

功................................（）

A.與運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否存在阻力有關(guān)

B.與物體沿直線或曲線運(yùn)動(dòng)有關(guān)

C.與物體是做加速、減速或勻速運(yùn)動(dòng)有關(guān)

D.與物體發(fā)生的位移有關(guān)

參考答案

1.D

解析：重力做功的特點(diǎn)是與運(yùn)動(dòng)的具體路徑無(wú)關(guān)，只與初末狀態(tài)物體

的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線

運(yùn)動(dòng)，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同.

2.D

解析：重力做功只與重力方向上發(fā)生的位移有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)

的路徑，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都沒(méi)有關(guān)系

二、重力勢(shì)能

［實(shí)驗(yàn)與探究］

探究影響小球勢(shì)能大小的因素有哪些.

準(zhǔn)備兩個(gè)大小相同的小球：一個(gè)鋼球、一個(gè)木球，再盛一盆細(xì)沙.如

圖。5.4—1所示.在沙盆上方同一高度釋放兩個(gè)小球，鋼球的質(zhì)量大，在

沙中陷得較深些.

讓鋼球分別從不同的高度落下，鋼球釋放的位置越高，在沙中陷得越

深.

請(qǐng)同學(xué)們親自做實(shí)驗(yàn)探究一下重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān).

師：下面大家閱讀教材11?12頁(yè)“重力勢(shì)能”一段，回答下面幾個(gè)

問(wèn)題.

學(xué)生閱讀課文，可以把問(wèn)題用多媒體投影到大屏幕上.

師：怎樣定義物體的重力勢(shì)能？

生：我們把物理量mgh叫做物體的重力勢(shì)能.

師：為什么可以這樣來(lái)進(jìn)行定義？

生：這是因?yàn)閙gh這個(gè)物理量的特殊意義在于它一方面與重力做功密

切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而變化.

師：重力勢(shì)能的表達(dá)式是什么？用文字怎樣敘述？

生：Ep=mgh,物體的重力勢(shì)能等于它所受到的重力與所處高度的乘積.

師：重力勢(shì)能是矢量還是標(biāo)量？

生：與所有的能量一樣，重力勢(shì)能也是標(biāo)量.

師：重力勢(shì)能的單位是什么？符號(hào)是什么？

生：重力勢(shì)能和其他能量一樣，它們的單位和功的單位相同，都是焦

耳，符號(hào)是J.

師：重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)?你能否列舉生活中的實(shí)例加以說(shuō)明？

生：根據(jù)重力勢(shì)能的表達(dá)式，重力勢(shì)能與物體所受到的重力和物體的

相對(duì)高度有關(guān).例如塔吊上吊著的重物比較可怕，但是當(dāng)這個(gè)重物被放下

之后就不再可怕了，因?yàn)槲矬w被放下之后重力勢(shì)能減少了；再例如樹(shù)梢上

的樹(shù)葉，雖然所處位置比較高，但是由于它受到的重力比較小，所以它雖

然比塔吊上的物體可能還高，但是我們并不感覺(jué)害怕它.

師：剛才這位同學(xué)分析得非常好.根據(jù)重力勢(shì)能的定義式，它和重力

做功的表達(dá)式非常相似，么它們之間的關(guān)系是什么呢？

生：當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做正功，物體重力勢(shì)能減少，

也就是Wc〉O,當(dāng)物體從低處運(yùn)送到高處時(shí)，重力做負(fù)功（或者說(shuō)物

EP1>EP2；

體克服重力做功），重力勢(shì)能增加，也就是wwo,EpKE必

師：它們的數(shù)值具體用一個(gè)公式應(yīng)該如何表示？

生1：它們之間的關(guān)系應(yīng)該是％=△%

生2：當(dāng)物體受到的重力做正功時(shí)，物體重力勢(shì)能減少；當(dāng)物體克服

重力做功時(shí)，物體重力勢(shì)能增加，所以說(shuō)重力勢(shì)能的變化量和重力做功之

間的關(guān)系應(yīng)該是互為相反數(shù)，用公式表示應(yīng)該為：Wfi=-AEP.

師（鼓勵(lì)）：剛才這個(gè)同學(xué)補(bǔ)充得相當(dāng)好.下面大家閱讀一下課本12

頁(yè)“說(shuō)一說(shuō)"，回答上面提出的問(wèn)題.

（學(xué)生閱讀思考.回答有關(guān)問(wèn)題）

師：如果重力的功與路徑有關(guān)，即對(duì)應(yīng)于相同的起點(diǎn)和終點(diǎn)，重力對(duì)

同一物體做的功，隨物體運(yùn)動(dòng)路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫做物

體的重力勢(shì)能嗎？

生：當(dāng)然不能，因?yàn)榇藭r(shí)這個(gè)能量不能表示物體重力做功的實(shí)際情況.

師：當(dāng)摩擦力對(duì)物體做功時(shí)，我們能不能定義有一個(gè)摩擦力勢(shì)能存在

呢?為什么？

生：不行，摩擦力做功與路徑有關(guān)。

下面一［討論與交流］供老師參考.

［討論與交流］

物體從A點(diǎn)出發(fā)，分別沿光滑斜面下滑和水平拋出到達(dá)同一位置B點(diǎn)

（如圖5.4—2所示）.不計(jì)阻力，重力所做的功相同嗎?你認(rèn)為重力做功與

物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)嗎?為什么?請(qǐng)與其他同學(xué)討論交流.

（課堂訓(xùn)練）（供老師們參考選用）

1.當(dāng)重力做負(fù)功時(shí).......................................（）

A.重力勢(shì)能一定增加B.重力勢(shì)能一定減少

C物體速度可能增大D.物體速度可能減小

2.當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的..............................

()

A.重力勢(shì)能一定減少，動(dòng)能一定增加B.重力勢(shì)能一定增加，動(dòng)

能一定減少

C.重力勢(shì)能一定減少，動(dòng)能不一定增加D.重力勢(shì)能不一定減少，

動(dòng)能也不一定增加

3.下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法，正確的是.........................

()

A.重力勢(shì)能只跟物體所處的初末位置有關(guān)，與物體實(shí)際經(jīng)過(guò)的路徑

無(wú)關(guān)

B.重力勢(shì)能的變化，只跟重力做功有關(guān)，和其他力做功多少無(wú)關(guān)

C.重力勢(shì)能是矢量，在地球表面以上為正，在地球表面以下為負(fù)

D.重力勢(shì)能的變化量等于重力對(duì)物體做的功

4.質(zhì)量是50kg的人沿著長(zhǎng)150隊(duì)傾角為30°的坡路走上土丘，重

力對(duì)他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力勢(shì)能增加了

多少？(g取lOm/s?)

5在.排球比賽中，某運(yùn)動(dòng)員用400N的力把質(zhì)量為270g的排球從2.8

m的高度扣向?qū)Ψ降膱?chǎng)地內(nèi).在球被扣到落地的過(guò)程中，排球的重力勢(shì)能

變化了多少？(g取10m/s”

參考答案

1.ACD2.C

3.AB

解析：重力勢(shì)能是跟相對(duì)位置有關(guān)的能量，勢(shì)能的變化只跟重力做功有關(guān)，

跟物體受不受其他力、其他力做不做功，以及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都沒(méi)有關(guān)

系.而且它是標(biāo)量，但有正負(fù)，正值表明物體處在零勢(shì)能參考平面上方，

負(fù)值表明物體處在零勢(shì)能參考平面下方.重力勢(shì)能的變化量等于重力對(duì)物

體做功的負(fù)值，也就是說(shuō)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少量等于重力

所做的功；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加量等于克服重力所做的功。

4.-3.75X1O'J3.75X10'J3.75X107

解析：重力對(duì)人做的功為％=mg/cos(90°+30°)=50X10X150X(-0.5)J=

-3.75X10'J.

人克服重力所做的功為3.75X1O'J.

重力勢(shì)能增加了3.75X1O'J.

5.高度減小，重力勢(shì)能減少了7.56J.

解析:Ep=mgAh：0.270X10X2.8=7.56J.

三、重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性

（舉例說(shuō)明高度具有相對(duì)性，可以用身邊的物體做實(shí)驗(yàn)，也可以投影演

示）

師：我把課本放在桌面上，課本的高度是多少呢？

生1：大約是課桌的高度，約為1m左右.

生2：不對(duì)，它比一樓地面高出4m左右（假設(shè)學(xué)生在二樓）.

師：這兩位同學(xué)哪位同學(xué)錯(cuò)了呢？

生：兩個(gè)同學(xué)都沒(méi)錯(cuò)，只是選取的參考平面不同.

師：我們可以得到一個(gè)什么結(jié)論？

生：物體所處相同位置時(shí)它的高度值可能不一樣，是因?yàn)楦叨鹊膮⒖?/p>

平面不同.

師：那么重力勢(shì)能有沒(méi)有相對(duì)性呢？

生：由于高度有相對(duì)性，所以重力勢(shì)能也應(yīng)該有相對(duì)性.

師：我們?cè)谘芯恳粋€(gè)物體重力勢(shì)能時(shí)應(yīng)該怎么辦？

生：應(yīng)該也選擇一個(gè)參考平面，在這個(gè)平面上物體的重力勢(shì)能值為零.

師（總結(jié)）：重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫參

考平面.參考平面選取不同，重力勢(shì)能的數(shù)值就不同.可見(jiàn)，重力勢(shì)能具

有相對(duì)性.選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究問(wèn)題的方便而定，通

常選擇地面作為參考平面.選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值

是不同的，但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問(wèn)題，因?yàn)樵谟嘘P(guān)的問(wèn)題中，

有確定意義的是重力勢(shì)能的差值，這個(gè)差值并不因選擇不同的參考平面而

有所不同.

師：那么重力勢(shì)能是誰(shuí)具有的呢？

生（齊聲回答）：當(dāng)然是物體具有的.

師：如果沒(méi)有地球，有沒(méi)有重力呢？

…生（開(kāi)始疑惑）：當(dāng)然沒(méi)有。

師：那么重力勢(shì)能是誰(shuí)具有的呢？

生：重力勢(shì)能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的，而不是地球

上某一個(gè)物體單獨(dú)具有的，

師：不只是重力勢(shì)能，任何形式的勢(shì)能，都是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其

中各物體之間，或物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的能，是由各

物體的相對(duì)位置決定的.

［課堂訓(xùn)練］

1,關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，正確的

是................................（）

A.重力勢(shì)能等于零的物體，一定不會(huì)對(duì)別的物體做功

B.放在地面上的物體，它的重力勢(shì)能一定等于零

C.在不同高度將某一物體拋出，落地時(shí)重力勢(shì)能相等

D.相對(duì)不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢(shì)能，但并不影響

研究有關(guān)重力勢(shì)能

［小結(jié)］

這節(jié)課內(nèi)容不多但是非常重要，關(guān)鍵是如何研究勢(shì)能，以后有關(guān)勢(shì)能

的學(xué)習(xí)，都可以從這節(jié)課的學(xué)習(xí)方法中得到借鑒.例如分子勢(shì)能，彈性勢(shì)

能，特別是電勢(shì)能的研究，更有很多類似的地方，所以這節(jié)課一定要加以

重視.對(duì)于勢(shì)能的學(xué)習(xí)，應(yīng)該緊緊抓住力做功和對(duì)應(yīng)勢(shì)能的變化展開(kāi).在

這一節(jié)中，圍繞重力做功和重力勢(shì)能的變化展開(kāi)，知道重力勢(shì)能是物體和

地球組成的系統(tǒng)共同具有的，這一點(diǎn)學(xué)生往往容易忽略.知道重力勢(shì)能具

有相對(duì)性，但重力勢(shì)能的變化量是不變的.所有這些知識(shí)，學(xué)生可能一時(shí)

掌握不了，在今后的學(xué)習(xí)中還要注意逐步滲透.

作［布置作業(yè)］

業(yè)教材第13頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”中的所有題目.

4.重力勢(shì)能

板一、重力的功與重力做功有關(guān)的因素：重力的大小和下落的高度大小.與物體

的路徑無(wú)關(guān).

書(shū)

二、重力勢(shì)能物體的重力勢(shì)能等于它所受的重力和所處高度的乘積.

設(shè)三、重力勢(shì)能的相對(duì)性

計(jì)1.重力勢(shì)能與參考平面的選取有關(guān).但重力勢(shì)能的變化量與參考平面的選取無(wú)關(guān).

2.勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的.

教

學(xué)

后

記

5.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

高中物理課堂教學(xué)教案年月曰

課題§5.4探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式課型新授課（2課時(shí)）

教知識(shí)與技能

學(xué)理解彈性勢(shì)能的概念及意義，學(xué)習(xí)計(jì)算變力做功的思想方法.

過(guò)程與方法

目

1.猜測(cè)彈性勢(shì)能的表達(dá)式與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測(cè)的能力.

標(biāo)

2.體會(huì)計(jì)算拉力做功的方法，體會(huì)微分思想和積分思想在物理學(xué)上的應(yīng)用.

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)對(duì)彈性勢(shì)能公式的探究過(guò)程和所用方法，培養(yǎng)學(xué)生探究知識(shí)的欲望和學(xué)

習(xí)興趣，體味彈性勢(shì)能在生活中的意義，提高物理在生活中的應(yīng)用意識(shí).

教學(xué)教學(xué)重點(diǎn)

1.探究彈性勢(shì)能公式的過(guò)程和所用方法.

重

2.理論探究的方法.

點(diǎn)、

教學(xué)難點(diǎn)

難點(diǎn)

1.推導(dǎo)拉伸彈簧時(shí)，用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達(dá)式.

2.圖象方法解決問(wèn)題.

教

學(xué)

探究、講授、討論、練習(xí)

方

法

教

學(xué)教具準(zhǔn)備

手彈簧（兩根，勁度系數(shù)不同），小物塊，多媒體.

段

教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

［新課導(dǎo)入］

［實(shí)驗(yàn)演示］

一個(gè)彈簧自然伸長(zhǎng)，一個(gè)小車在光滑的水平面上從彈簧的左側(cè)向彈簧

運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它遇到彈簧后減速，讓學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

師：剛才大家觀察到什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？

生：小車速度減小了.

師：小車速度為什么減小了？

生1:這是因?yàn)樗龅搅藦椈桑瑥椈蓪?duì)它的作用力的方向與物體運(yùn)動(dòng)

方向相反，所以物體速度減小了，

生2：從能量的角度來(lái)講，物體運(yùn)動(dòng)的速度減小，也就是物體的動(dòng)能

減小，物體動(dòng)能的減少應(yīng)該對(duì)應(yīng)一種能量的增加.

師：這種能量與什么因素有關(guān)？

生：與彈簧彈力做功有關(guān).

師：通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道，物體重力做功對(duì)應(yīng)著重力勢(shì)能的

變化，那么彈簧彈力做功也應(yīng)該對(duì)應(yīng)著一種能量的變化，我們把這種能量

叫做什么能呢?

生：我們可以把這種能量叫做彈簧的彈性勢(shì)能.

師：（總結(jié)）發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于彈力的相互作用，

也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能.我們今天這節(jié)課就來(lái)研究一下與彈

簧彈性勢(shì)能有關(guān)的因素［新課教學(xué)］

師：大家現(xiàn)在來(lái)猜想一下彈簧的彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān)。

生1：可能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈簧的彈性勢(shì)能

越大.

生2：我想應(yīng)該與彈簧的形變量有關(guān)，形變量越大，彈力越大，彈性

勢(shì)能越大。

師：要想驗(yàn)證剛才雨個(gè)同學(xué)的想法，我們應(yīng)該怎樣做？

生：可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)先來(lái)粗略驗(yàn)證一下。

師：說(shuō)一下你的思路.

生：對(duì)于第一個(gè)同學(xué)的猜想，我們可以重復(fù)剛開(kāi)始做的那個(gè)實(shí)驗(yàn)，把

實(shí)驗(yàn)傲兩次，兩次分別用不同勁度系數(shù)的彈簧，使小車以相同的速度沖向

靜止的兩個(gè)彈簧，看哪一個(gè)在相同的位移情況F速度減小得快。

師：好，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)同學(xué)的結(jié)淪.

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證剛才這位同學(xué)的結(jié)論）

生：對(duì)于第二個(gè)同學(xué)的猜想，我們可以用這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，讓同

一根彈簧在壓縮量不同的情況下把質(zhì)量相同的靜止的小車推出，小車運(yùn)動(dòng)

的距離越大說(shuō)明彈簧對(duì)它做的功越多.彈簧原來(lái)具有的彈性勢(shì)能就越大。

師：好，現(xiàn)在我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下我們的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證剛才這位同學(xué)的結(jié)論，注意條件是相同的彈簧在不同的壓縮量

的情況下推質(zhì)量相同的小車，并且小車在粗糙程度相同的木板上運(yùn)動(dòng).

師：剛才我們都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證的.能不能不通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法

來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證呢？

生（感到很驚奇，存在疑問(wèn)），不通過(guò)實(shí)驗(yàn)也能行？

師：要研究彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)，我們應(yīng)該從什么地方人

手呢?大家和重力勢(shì)能的研究對(duì)照一下。

生：重力勢(shì)能的研究是從重力做功人手的，重力做多少功重力勢(shì)能就

變化了多少，所以研究彈簧彈性勢(shì)能應(yīng)該從彈力做功人手進(jìn)行研究.

師：當(dāng)彈力做正功時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能應(yīng)該怎樣變化？

生：彈簧彈力做正功時(shí)應(yīng)該是彈性勢(shì)能減少的過(guò)程.

師：那么彈力做負(fù)功呢？

生：應(yīng)該是彈性勢(shì)能增加的過(guò)程。

師；我們知道，重力勢(shì)能具有相對(duì)性，彈性勢(shì)能也應(yīng)該具有相對(duì)性，

我們要選擇一個(gè)彈性勢(shì)能為零的位置，大家認(rèn)為哪個(gè)位置最合適呢？

生：我認(rèn)為彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)是最合適的位置.

師：當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能為零.彈簧被拉長(zhǎng)或被壓

縮后，就具有了彈性勢(shì)能.不管彈簧是被拉長(zhǎng)還是被壓縮，彈性勢(shì)能值都

是大于零的，我們可以只研究彈簧拉長(zhǎng)的情況，彈簧被壓縮的情況和彈簧

被拉長(zhǎng)的情況相似.那么彈簧被拉長(zhǎng)一段距離L時(shí)的彈性勢(shì)能應(yīng)該等于什

么？

生：應(yīng)該等于這個(gè)過(guò)程中彈力做功的大小。

師（總結(jié)）：我們就把求解某一位置處的彈性勢(shì)能問(wèn)題轉(zhuǎn)化成求從原長(zhǎng)

到這個(gè)位置彈力做功的問(wèn)題了.

師：對(duì)于彈簧彈力做功問(wèn)題，你知道彈簧彈力做功應(yīng)該與什么因素有

關(guān)呢？

生：當(dāng)然是與力的大小和位移的大小有關(guān)。

師：這里的位移是指的什么？

生：是指的彈簧的形變量.

師：力的大小與什么因素有關(guān)呢？

生：根據(jù)胡克定律，彈簧彈力的大小應(yīng)該與彈簧的勁度系數(shù)和彈簧的

形變量有關(guān).

師：所以彈簧的彈性勢(shì)能應(yīng)該與彈簧的勁度系數(shù)和彈簧的形變量有關(guān)，

這和我們剛才的猜師：我們下面進(jìn)行推導(dǎo)彈簧被拉長(zhǎng)J時(shí)彈簧彈力做功的

表達(dá)式.彈簧的彈力做功和物體受到的重力做功有什么區(qū)別？

生：在地面附近，重力的大小和方向都不發(fā)生變化，所以不管物體移

動(dòng)的距離大小，重力的功可以簡(jiǎn)單地用重力與物體在豎直方向移動(dòng)距離的

乘積來(lái)表示；對(duì)于彈力，情況要比重力做功復(fù)雜，這是因?yàn)楫?dāng)彈簧被拉伸

時(shí)，彈簧的拉力的大小會(huì)隨著拉伸距離的增大而增大.也就是說(shuō)

彈力做功應(yīng)該是一個(gè)變力做功的問(wèn)題.

師：拉力做功的問(wèn)題比較復(fù)雜，下面大家通過(guò)討論，得出彈力做功的

表達(dá)式.

（學(xué)生分組討論，彈力做功應(yīng)該怎樣表達(dá)，回答老師提出的問(wèn)題）

師：變力做功應(yīng)該怎樣解決？

生：我們可以把變力做功問(wèn)題轉(zhuǎn)化為恒力做功問(wèn)題，具體的做法是這

樣的：我們把拉伸的過(guò)程分為很多小段,它們的長(zhǎng)度是△11,△口,△L3……

在各個(gè)小段上，拉力可以近似是不變的，它們分別是Fl,F2,F3……所以

在各個(gè)小段上，拉力做的功分別是F1ZX11,F2A12,,F3A13,……拉力

在整個(gè)過(guò)程中做的功可以用它在各個(gè)小段做功之和來(lái)代表，F(xiàn)1A11+F2A

12+F3A13,.......

師（鼓勵(lì)）：剛才這位同學(xué)分析得非常好，那么是什么給你啟示讓你用

這種方法解決問(wèn)題的呢？

生：我們?cè)谟?jì)算勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)曾經(jīng)用過(guò)這種方法，那時(shí)候想

用速度和時(shí)間的乘積得到位移，但是速度是在不斷變化的，于是采用的方

法是把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成很多小段，每個(gè)小段中物體的速度的變化比較小,

可以近似地用小段中任意一時(shí)刻的速度和這一小段時(shí)間間隔相乘得到這一

小段位移的近似值，然后把各小段位移的近似值相加.當(dāng)各小段分得非常

小的時(shí)候，得到的就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式了.

師（再次鼓勵(lì)）：這種方法叫做知識(shí)的遷移，以后大家還可以用這種方

法解決未知問(wèn)題.我們還是再回憶一下，在進(jìn)行勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移的具

體計(jì)算時(shí)，我們采用了什么方法？

生：我們采用了圖象的方法求出了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式.

師：那么應(yīng)該作一個(gè)什么樣的圖象來(lái)求拉力做功問(wèn)題？

生：應(yīng)該作一個(gè)F—L圖象來(lái)求拉力做功的具體數(shù)值。

師：從彈簧原長(zhǎng)開(kāi)始，拉力隨形變量變化的圖象應(yīng)該是什么樣的，大

家在紙上把它畫(huà)出來(lái).

（投影展示學(xué)生作的圖象）參考圖例（如圖5.5-2）

師：通過(guò)作圖怎樣求解拉力F做的功呢？

生：在處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)，曾利用F—L圖象下梯形的面

積來(lái)代表位移；這里利用F—L圖象下的面積來(lái)代表功.

師：那么這個(gè)“面積”的大小是多少呢？

生：三角形的面積很容易計(jì)算，當(dāng)物體從原長(zhǎng)被拉伸J長(zhǎng)度后，拉力

做的功為:W=l/2kl2.

師：（總結(jié)）根據(jù)我們剛才的推論，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)、彈性勢(shì)能值為零

時(shí)，這個(gè)彈簧被拉長(zhǎng)L時(shí)彈力做的功就等于彈簧被拉長(zhǎng)L時(shí)彈簧彈性勢(shì)能

的值，所以有Ep=l/2kl2,這就是我們這節(jié)課要得到的結(jié)論.

［說(shuō)一說(shuō)］

在以上探究中我們規(guī)定，彈簧處于自然狀態(tài)下，也就是既不伸長(zhǎng)也不

縮短時(shí)的勢(shì)能為零勢(shì)能.能不能規(guī)定彈簧任意某一長(zhǎng)度時(shí)的勢(shì)能為零?說(shuō)說(shuō)

你的想法.

參考答案：

此問(wèn)題可以類比重力勢(shì)能的參考平面的規(guī)定.如果我們規(guī)定了彈簧任

意長(zhǎng)度時(shí)的勢(shì)能為零勢(shì)能，在彈簧從某一位置拉至零勢(shì)能位置的過(guò)程中，

拉力所做的功就等于彈簧的彈性勢(shì)能.

顯然，這與規(guī)定自然長(zhǎng)度為零勢(shì)能時(shí)，從該位置拉到零勢(shì)能的位置的

功是不同的，所以，彈簧在某一位置時(shí)的彈性勢(shì)能是與零勢(shì)能位置的規(guī)定

有關(guān)的.

［小結(jié)］

這節(jié)課的難點(diǎn)是彈力做功公式的推導(dǎo)方法.所以知識(shí)的遷移就顯得非

常重要，知識(shí)遷移的好壞直接影響到這節(jié)課是否能夠成功，所以可以建議

學(xué)生在學(xué)這節(jié)課之前先復(fù)習(xí)第一冊(cè)中有關(guān)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移的推導(dǎo)公

式，以便為這節(jié)課作好方法方面的準(zhǔn)備，在講解過(guò)程中學(xué)生可能一時(shí)不能

把知識(shí)遷移到這上面去，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生向這個(gè)方向考慮.對(duì)于彈簧

壓縮狀態(tài)時(shí)彈性勢(shì)能的表達(dá)式.可以放在課下作為作業(yè)，如果有時(shí)間的話,

可以讓學(xué)生推導(dǎo)出來(lái).對(duì)于同一個(gè)彈簧，如果彈簧的壓縮量和伸長(zhǎng)量相等

的話，彈簧的彈性勢(shì)能應(yīng)該相等，這一個(gè)可以作為一個(gè)結(jié)論性的知識(shí)點(diǎn)直

接應(yīng)用.

［布置作業(yè)］

作1.橡皮筋在拉長(zhǎng)時(shí)也應(yīng)該具有彈性勢(shì)能，那么它的彈性勢(shì)能的表達(dá)式應(yīng)該怎樣進(jìn)

行計(jì)算？

業(yè)

2.我們?cè)谡n堂上計(jì)算的是彈簧被拉伸時(shí)彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式，請(qǐng)你推導(dǎo)出彈

簧被壓縮時(shí)彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式，并與拉伸時(shí)進(jìn)行比較，看它們之間有什么關(guān)系.

板5.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

書(shū)一、彈性勢(shì)能

設(shè)定義：發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于彈力的相互作用而具有的勢(shì)能.

計(jì)二、彈性勢(shì)能的表達(dá)式Ep=l/2k/，和重力勢(shì)能進(jìn)行比較.

教

學(xué)

后

記

5.6探究功與物體速度變化的關(guān)系

高中物理課堂教學(xué)教案年月曰

課題§5.6探究功與物體速度變化的關(guān)課型新授課（1課時(shí)）

系

教（一）知識(shí)與技能

學(xué)1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。

2、學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。

目

（二）過(guò)程與方法

標(biāo)

通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程和物理

學(xué)的研究方法。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立“實(shí)

踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。

教學(xué)重點(diǎn)

教學(xué)

學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法，并會(huì)利用圖象法處理數(shù)據(jù)。

重

教學(xué)難點(diǎn)

點(diǎn)、

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法一一圖象法。

難點(diǎn)

教

學(xué)

實(shí)驗(yàn)觀察法、圖象法、遷移法。

方

法

教

長(zhǎng)木板，橡皮筋（若干），小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶紙帶、復(fù)寫(xiě)紙等）、計(jì)算機(jī)

學(xué)等。

手

段

教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

教學(xué)過(guò)程

(-)引入新課

教師活動(dòng)：前面幾節(jié)課研究了重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，從而確立

了重力勢(shì)能的表達(dá)式。探究了彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系,

從而確立了彈性勢(shì)能的表達(dá)式。這一節(jié)和下一節(jié)我們來(lái)探

究功與物體動(dòng)能的關(guān)系。

我們知道物體的動(dòng)能和速度有關(guān)，我們還不能馬上研究力對(duì)

物體做的功和動(dòng)能的關(guān)系，我們先來(lái)研究力對(duì)物體做的功和

速度變化的關(guān)系。

(二)進(jìn)行新課

教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“探究的思路”部分，投影問(wèn)題：

(1)探究過(guò)程中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)

值？是否需要測(cè)出各次小車速度的具體數(shù)值？可以怎么做？

(2)每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度有什么要求？為什么？

(3)小車獲得的速度怎樣計(jì)算？

(4)實(shí)驗(yàn)完畢后，我們用什么方