高中物理-重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計(jì)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)目的新課引入情景引入：故事引入：在荒蕪的海島上，饑餓的小猴撿到了一個(gè)核桃，請(qǐng)同學(xué)們幫小猴想想，要怎樣才能把核桃打開(kāi)。情景引入：紛飛的雪花一直是大家的最?lèi)?ài)。我們愛(ài)它的白愛(ài)它的軟，但是有時(shí)就是這看似溫柔柔軟的皚皚白雪卻給我們帶來(lái)滅頂之災(zāi)。——這就是雪崩。（出示幻燈片圖片）提問(wèn)：為什么漂亮柔軟的雪具有如此大的破壞力呢？是因?yàn)樗哂袧撛诘哪芰?，一有機(jī)會(huì)它就會(huì)把能量釋放出來(lái)。我們把這種能量叫做重力勢(shì)能。定義：地球上的物體由于處于一定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢(shì)能。

用EP表示。學(xué)生可能的答案：用石頭砸開(kāi)；把核桃摔開(kāi)等。讓學(xué)生從生活實(shí)際中感受重力勢(shì)能的存在，以及這種能量的普遍存在。新課教學(xué)重力做功提問(wèn)：我們知道物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。那么重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)呢？也就是什么樣的物體具有較大的重力勢(shì)能呢？大家可以根據(jù)自己的生活實(shí)際，大膽的做出猜測(cè)，并說(shuō)說(shuō)你的理由。

實(shí)驗(yàn)定性驗(yàn)證：（教師演示）將大小相同，裝有相同水的瓶子從不同高度下落，使其穿過(guò)蒙有不同數(shù)量報(bào)紙的空桶，觀察兩個(gè)瓶子能穿透的報(bào)紙的數(shù)量。將大小相同，裝有不同水的瓶子從相同高度下落，使其穿進(jìn)蒙有不同數(shù)量報(bào)紙的空桶，觀察兩個(gè)瓶子能穿透的報(bào)紙的數(shù)量。師：那么我們可不可以通過(guò)重力做功來(lái)尋找一下重力勢(shì)能的具體表達(dá)式呢？請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下三種情況下重力所做的功。質(zhì)量5kg的物體自由下落10米質(zhì)量5kg的物體從高10米傾角30度的斜面滑到斜面底端質(zhì)量為5kg的物體從高10米的不規(guī)則斜面下滑到底端師：同學(xué)們觀察上面三種情況下重力所做的功，發(fā)現(xiàn)他們有什么共同點(diǎn)和什么不同點(diǎn)嗎?師：通過(guò)上述的計(jì)算，我們可以得到這樣一個(gè)結(jié)論：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。即：WG=mgh1—mgh2重力勢(shì)能從上式大家可以看出，mgh這樣一個(gè)物理量它即與重力mg有關(guān)，又與物體所處的位置h有關(guān)，并且mgh隨高度的增加而增大，隨質(zhì)量的增加而增大，符合我們對(duì)重力勢(shì)能的猜測(cè)。因此，我們把物理量mgh叫做物體的重力勢(shì)能，常用Ep表示，即Ep=mgh1、重力做功與重力勢(shì)能的變化WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2重力做功WG（正、負(fù)）重力勢(shì)能Ep（增加、減少）重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系物體上升負(fù)增加物體克服重力做的功等于重力勢(shì)能的增加物體下落正減少重力做的功等于重力勢(shì)能的減少

2.重力勢(shì)能的相對(duì)性師：請(qǐng)同學(xué)們討論一下，將質(zhì)量是2kg的小球放在2樓的地面上，該球的重力勢(shì)能是多少？一直g取10米每二次方秒，每層樓高3米。師：大家得到的答案不同，主要原因是大家選擇的高度起點(diǎn)不同，也就是我們所說(shuō)的參考平面不同。從大家的計(jì)算可以看出，如果不選擇參考平面，重力勢(shì)能的值也是不確定的。所以選擇參考平面應(yīng)該是我們確定重力勢(shì)能的第一步。

確定重力勢(shì)能的方法：選擇參考平面——高度為0的面，也即重力勢(shì)能為0的面。在參考平面上方的物體高度為正值，重力勢(shì)能也是正值；在參考平面下方的物體高度為負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。＋、－表示重力勢(shì)能的大小。參考平面的選取是任意的，一般從研究問(wèn)題的方便出發(fā)來(lái)選擇，很多時(shí)候我們選地面為參考平面。例題：如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m．請(qǐng)按要求填寫(xiě)下表．(g=9.8m/s)參考平面小球在A點(diǎn)重力勢(shì)能小球在B點(diǎn)重力勢(shì)能下落過(guò)程小球重力做功下落過(guò)程小球重力勢(shì)能變化桌面5.88J-3.92J9.8J減少9.8J地面9.8J09.8J減少9.8J請(qǐng)同學(xué)們完成表格后回答問(wèn)題比較小球在A,B兩點(diǎn)重力勢(shì)能的大小。參考平面不同時(shí)，重力勢(shì)能相同嗎？重力所做的功呢？重力勢(shì)能的變化量呢？結(jié)論：重力勢(shì)能的大小與參考平面的選擇有關(guān)，重力勢(shì)能的變化量與參考平面的選擇無(wú)關(guān)。重力勢(shì)能的系統(tǒng)性

重力勢(shì)能是誰(shuí)的？是物體的？還是地球的？質(zhì)量是物體的固有屬性，而重力的施力物體是地球，兩者缺一不可。故：重力勢(shì)能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的。學(xué)生分組探究生：與高度有關(guān)。依據(jù)：放在地上的石塊沒(méi)有威脅，但是從高空落下的石塊卻十分可怕。生：與質(zhì)量有關(guān)。依據(jù)：下雨的時(shí)候雨滴打在身上不疼，冰雹打在身上卻很疼。雨大和雨小打在身上的痛感也不一樣。在教師的引導(dǎo)下得出：物體具有能量的大小可以通過(guò)物體做功本領(lǐng)的強(qiáng)弱來(lái)衡量。結(jié)論：在相同高度，物體質(zhì)量越大重力勢(shì)能越大；相同質(zhì)量的物體，高度越高物體的重力勢(shì)能越大。第一種情況：WG=mgh=5第二種情況：第三種情況：生：共同點(diǎn)：三種情況重力做功相同不同點(diǎn)：三種情況物體運(yùn)動(dòng)的路徑不同。學(xué)生填寫(xiě)表格學(xué)生分組討論，每個(gè)組可能有不同答案。有的得到是60J，有的說(shuō)是0J.學(xué)生填寫(xiě)表格并分組討論。讓學(xué)生定性的對(duì)重力勢(shì)能的大小影響因素做出判斷。通過(guò)簡(jiǎn)單且觀察性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生直觀的印象。隨堂練習(xí)1．關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．重力勢(shì)能的大小只由物體本身決定B．重力勢(shì)能恒大于零C．在地面上的物體，它具有的重力勢(shì)能一定等于零D．重力勢(shì)能是物體和地球所共有的2．關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．物體的位置確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定B．物體與零勢(shì)面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大C．一個(gè)物體的重力勢(shì)能從－5J變化到－3J，重力勢(shì)能變大了D．重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功學(xué)生做題，教師巡視小結(jié)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了以下知識(shí)：一、重力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。表達(dá)式三、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系重力做正功，重力勢(shì)能減少重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加四、重力勢(shì)能是相對(duì)的，正負(fù)表示大小。一般不加說(shuō)明是以地面或題目中的最低點(diǎn)所在的平面作為零勢(shì)能參考面。板書(shū)設(shè)計(jì)7.4重力勢(shì)能一、重力做功WG=mgh1-mgh2二、重力勢(shì)能Ep=mgh1、重力做功與重力勢(shì)能的變化2、重力勢(shì)能大小的確定

3、重力勢(shì)能的系統(tǒng)性學(xué)情分析重力勢(shì)能及其相對(duì)性是本節(jié)的主要教學(xué)內(nèi)容.教材從分析重力做功與路徑無(wú)關(guān)入手，來(lái)建立重力勢(shì)能的概念.按照“以學(xué)生為主體”新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，在這一環(huán)節(jié)，要讓學(xué)生親自動(dòng)手算一算這兩種情況下重力對(duì)物體做了多少功，來(lái)加深對(duì)探究過(guò)程的理解.正是因?yàn)橹亓ψ龉τ羞@樣的特點(diǎn)，才引入重力勢(shì)能的概念，對(duì)這一點(diǎn)學(xué)生會(huì)感覺(jué)比較困難.這一認(rèn)知是逐漸建立起來(lái)的，在這里要求不宜過(guò)高.教師可以幫助學(xué)生回憶，在“追尋守恒量”一節(jié)中，給出了勢(shì)能的定義，“物體勢(shì)能是物體憑借其位置而具有的能量.”啟發(fā)學(xué)生思考，請(qǐng)學(xué)生說(shuō)一說(shuō)重力勢(shì)能應(yīng)該與哪些物理量有關(guān).經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生會(huì)得出，重力勢(shì)能應(yīng)跟物體在地球的相對(duì)位置有關(guān)，還應(yīng)與物體受到的重力有關(guān).本節(jié)重點(diǎn)講述重力勢(shì)能及其相對(duì)性，重力勢(shì)能的變化以及與重力做功的關(guān)系.重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí)，重力勢(shì)能增加，關(guān)于這個(gè)關(guān)系，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)時(shí)最好能結(jié)合一些實(shí)例，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開(kāi)學(xué)生的困惑，例如可舉在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做正功，重力勢(shì)能減少，同時(shí)由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能增加,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這樣做，也可以為下一節(jié)講解機(jī)械能守恒定律作好準(zhǔn)備.為了突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，采用學(xué)生實(shí)際操作、推理和互動(dòng)探究的方法，學(xué)生對(duì)計(jì)算結(jié)果分析，先思索由結(jié)果發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，然后由教師層層提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，逐步解決問(wèn)題，使學(xué)生理解和掌握本節(jié)的知識(shí).關(guān)于重力做功與路徑無(wú)關(guān)和彈性勢(shì)能的教學(xué)，只要求學(xué)生知道即可.效果分析我的總體感覺(jué)是，這節(jié)課的效果不錯(cuò)，學(xué)生動(dòng)手，動(dòng)腦，積極思考，參與度高，課堂測(cè)評(píng)和回答問(wèn)題上看，學(xué)生普遍都聽(tīng)懂弄明白了。在上一個(gè)學(xué)段中，由于課時(shí)緊張，我的一個(gè)指導(dǎo)原則即在有限時(shí)間中，以高效的方式授課方式傳授知識(shí)，這樣很多探究直接由教師講授，一堂課下來(lái)，學(xué)生被動(dòng)緊張，身心疲憊，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳。但為了趕進(jìn)度，也是無(wú)計(jì)可施，最終進(jìn)度是趕完了，可教學(xué)效果很差，于是我們也在不斷反思調(diào)整教學(xué)策略，在有限時(shí)間資源下，做到最優(yōu)化。同時(shí)給自己教學(xué)確定了幾項(xiàng)原則和做法，并付諸實(shí)踐。（1）教學(xué)中不平均用力，要做到張馳有度，對(duì)于重點(diǎn)難度放慢放緩教學(xué)，以學(xué)生為中心，不趕進(jìn)度。（2）綜合應(yīng)用各種教學(xué)輔助手段，提升上課效率。（3）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)法指導(dǎo)。（4）課前有計(jì)劃布置學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，課堂探究教師要做到有效指導(dǎo)?；谝陨系睦砟睿@堂課還有一點(diǎn)體會(huì)就是，“直接的傳授式教學(xué)，學(xué)生接受式學(xué)習(xí)”在課堂中仍然是的最直接有效的教學(xué)方式，“探究式學(xué)習(xí)”并不是所有學(xué)習(xí)內(nèi)容都適合，所有的學(xué)生都適合，適合學(xué)生個(gè)體特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法才是最有效的。如果學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生是有意義的，它肯定能啟迪學(xué)生思維，它肯定有“探究”的成份。因此，我們應(yīng)該根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，合理選擇、運(yùn)用各種學(xué)習(xí)方式，取長(zhǎng)補(bǔ)短，互相促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)課堂的最優(yōu)化。教材分析本節(jié)教材首先提出重力勢(shì)能的基本定義，指出物體由于被舉高而具有的能為重力勢(shì)能，接著引出在物體被舉高的過(guò)程中，伴隨著重力做功，然后通過(guò)分析重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，推導(dǎo)得出重力勢(shì)能的表達(dá)式。最后教材又安排了重力勢(shì)能的相對(duì)性以及重力勢(shì)能是與地球系統(tǒng)共有的特點(diǎn)這部分知識(shí)，以便完善和加深學(xué)生對(duì)重力勢(shì)能的理解。新教材在知識(shí)安排上與老教材相比有很大不同。老教材在給出“功是能量變化的量度”這一結(jié)論后探究重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系，從而引出重力勢(shì)能。而新教材對(duì)這一思想的引入采用的是逐漸滲透的方式。在對(duì)生活中生動(dòng)實(shí)例的定性分析以后，引入重力做功，給出重力勢(shì)能的表達(dá)形式，讓學(xué)生在階梯式的學(xué)習(xí)中自己尋找“功與能量”的關(guān)系。提升了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣，鍛煉了學(xué)生的物理思維能力。評(píng)測(cè)練習(xí)1．下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法正確的是（）A．重力勢(shì)能是地球和物體共同具有，而不是物體單獨(dú)具有的B．重力勢(shì)能的大小是相對(duì)的C．重力勢(shì)能等于零的物體，不可能對(duì)別的物體做功D．在地面上的物體，它的重力勢(shì)能一定等于零2．一個(gè)實(shí)心鐵球和一個(gè)實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的是（）A．鐵球的重力勢(shì)能大于木球的重力勢(shì)能B．鐵球的重力勢(shì)能小于木球的重力勢(shì)能C．鐵球的重力勢(shì)能等于木球的重力勢(shì)能D．上述三種情況都有可能3．將重為50N的物體沿著豎直方向向上勻速吊起10m高，此過(guò)程中物體的重力勢(shì)能變化了J，拉力對(duì)物體做功J．若物體以1m/s2的加速度上升10m高，此過(guò)程中物體的重力勢(shì)能變化了J，拉力對(duì)物體做了J的功．（g取10m/s2）4．盤(pán)在地面上的一根不均勻的金屬鏈重30N，長(zhǎng)1m，從甲端緩慢提起至乙端恰好離地面時(shí)需做功10J，如果改從乙端提起至甲端恰好離地面需做功J．（g取10m/s2）5．地面上豎直放置一根勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0的輕質(zhì)彈簧，在其正上方有一質(zhì)量為m的小球從h高處自由落到下端固定于地面的輕彈簧上，彈簧被壓縮，求小球速度最大時(shí)重力勢(shì)能是多少？（以地面為參考平面）6．質(zhì)量為10kg的物體靜止在地面上，現(xiàn)用120N的豎直拉力提升物體，g取10m/s2．在物體上升10m時(shí)，拉力做功J，物體動(dòng)能增加J，重力勢(shì)能增加J．7．質(zhì)量是100g的球從1．8m的高處落到水平板上，又彈回到1．25m的高度，在整個(gè)過(guò)程中重力對(duì)球所做的功為多少？球的重力勢(shì)能變化了多少？8．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為r、體積為V的鐵球，用一細(xì)線拴住，慢慢地放入截面積為S、深度為h的水中．已知水的密度為ρ，求鐵球從剛與水面接觸至與杯底接觸的過(guò)程中，水與鐵球的重力勢(shì)能分別變化了多少？系統(tǒng)總的重力勢(shì)能變化了多少？9．如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)將小球拉至與O點(diǎn)等高的位置且線恰被拉直．求放手后小球擺到O點(diǎn)正下方的過(guò)程中：（1）球的重力做的功；（2）線的拉力做的功；（3）外力對(duì)小球做的總功．10．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的木塊，以初速度v0沖上傾角為θ的斜面，沿斜面上升L的距離后又返回運(yùn)動(dòng)．若木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：（1）木塊上升過(guò)程重力的平均功率是多少？木塊的重力勢(shì)能變化了多少？（2）木塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到返回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程滑動(dòng)摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全過(guò)程重力勢(shì)能變化了多少？答案1．AB2．B3．解析：物體重力勢(shì)能增加了ΔEp=mgh=50×10J=500J拉力做功W=F·h=mgh=500J若物體勻加速上升，但重力勢(shì)能仍增加了500J因?yàn)镕－G=·a所以F=G+G·a/g=G·=50×N=55N從而WF=F·h=55×10J=550J．答案：5005005005504．解析：設(shè)鏈子兩端分別為甲、乙，鏈子的質(zhì)心距甲端xm，距乙端ym，則x+y=1m提甲端，質(zhì)心需提高ym，W甲=mgy=10J提乙端，質(zhì)心需提高xm，W乙=mgx所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1J=30J所以W乙=20J．答案：205．解析：當(dāng)mg=kx時(shí)，小球的速度最大，所以x=mg/k．此時(shí)小球離地面高度為：H=L0－x=L0－mg/k重力勢(shì)能Ep=mgH+mg（L0－mg/k）=mgL0－m2g2/k．答案：Ep=mgL0－m2g2/k6．解析：拉力做功WF=Fh=120×10J=1200J克服重力做功WG=Gh=10×10×10J=1000J重力勢(shì)能增加1000J動(dòng)能增加了ΔEk=WF－WG=200J．答案：120010002007．解析：由重力做功的特點(diǎn)可知，此時(shí)重力所做的功為：WG=mgH=mg（h1－h(huán)2）=0.1×9.8×（1.8－1.25）J=0.54J由重力做功與重力勢(shì)能的變化之間的關(guān)系可知，此時(shí)重力做正功，重力勢(shì)能應(yīng)減少，且減少量ΔEp=WG=0.54J．答案：0.54J重力勢(shì)能減少了0.54J．8．重力勢(shì)能減少了mgh，水的重力勢(shì)能增加了ρgV2/S，鐵球與水總的重力勢(shì)能減少了mgh-ρgs(Δh)2=mgh-ρgV2/S9．（1）WG=mgL（2）WF=0（3）W總=mgL10．（1）=mgsinθ重力勢(shì)能增加了mgLsinθ（2）Wμ=-2μmgLcosθ重力做功為零，重力勢(shì)能無(wú)變化課后反思這節(jié)課是一節(jié)關(guān)于物理概念的教學(xué)。對(duì)于一個(gè)物理概念的形成，學(xué)生往往從感性認(rèn)知到理性認(rèn)知，從定性認(rèn)識(shí)到定量計(jì)算，對(duì)于概念應(yīng)用更需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一些特例情景供學(xué)生探究，在實(shí)踐中強(qiáng)化物理概念。遵循以上規(guī)律，在這堂課中《重力勢(shì)能的變化》教學(xué)中做了如下處理：首先引入概念，這一階段主要通過(guò)視頻圖片創(chuàng)設(shè)情景，聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及對(duì)引入的物理概念的認(rèn)同感。接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論探究相結(jié)合引入重力勢(shì)能的定義式，該環(huán)節(jié)教學(xué)以學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從感性思維過(guò)渡到理性思維，接受表達(dá)物理現(xiàn)象的抽象符號(hào)系統(tǒng)，在這個(gè)