《2.3 重力勢能》教學(xué)設(shè)計

《2.3重力勢能》教學(xué)設(shè)計【教學(xué)內(nèi)容】第二單元第3節(jié)第1課時：重力勢能。【教學(xué)目標(biāo)】1.理解重力勢能的概念，會運用重力勢能的公式進(jìn)行計算；理解重力勢能與重力做功的關(guān)系；了解重力勢能的相對性；了解彈性勢能。2.通過重力勢能的計算，體會重力勢能的相對性及重力勢能變化量的絕對性；學(xué)會根據(jù)重力的功計算重力勢能的變化量，根據(jù)重力勢能的變化量計算重力的功。3.通過對重力的功與物體重力勢能的變化間的關(guān)系的理解與運用，體會事物間的普遍聯(lián)系?！窘虒W(xué)重點】重力勢能、彈性勢能的概念?！窘虒W(xué)難點】重力勢能變化與重力做功的關(guān)系?！窘叹邷?zhǔn)備】小球、彈簧、斜面、細(xì)線、小車等。【教學(xué)過程】◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題1．回顧復(fù)習(xí)初中所學(xué)的相關(guān)知識（1）什么是重力勢能？舉例說明具有重力勢能的物體？重力勢能的多少與什么因素有關(guān)系？物體由于被舉高而具有的能是重力勢能。物體的質(zhì)量越大、位置越高，具有的重力勢能就越多。（2）什么是彈性勢能？舉例說明哪些物體具有彈性勢能？彈性勢能的多少與什么因素有關(guān)系？物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能是彈性勢能。同一物體形變越大，具有的彈性勢能就越多。（3）什么是勢能？重力勢能，彈性勢能統(tǒng)稱勢能。（4）舉例說明，有沒有既具有勢能又具有動能的物體？有沿傾斜路面運動的汽車，飛行中的飛機(jī)，高山滑雪中的滑雪運動員等。（5）什么是機(jī)械能？一個物體所具有的勢能與動能的和。2．說明本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)習(xí)重力勢能?！艉献魈骄咯ぉば抡n學(xué)習(xí)一、勢能1．對勢能的重新定義在力學(xué)中，由物體間的相互作用和物體間的距離決定的能量叫做勢能。比如由物體與地球間的相互吸引以及兩者間距離決定的重力勢能，由于彈性物體形變后具有的彈性勢能，分子間相互作用的引力、斥力及兩分子間的距離決定的分子勢能等。在力學(xué)中常見的是重力勢能和彈性勢能。2．重力勢能（1）討論被舉高的物體下落后做功多少的決定因素：用從斜面滾下的物體推定小車做功定性演示；再用打樁機(jī)重錘對樁做功進(jìn)行討論。不同質(zhì)量物體從同一高度下落后做功的多少比較：質(zhì)量大的物體做的功多。同質(zhì)量物體從不同高度出下落后做功多少的比較：下落高度大的物體做功多。歸納小結(jié)：物體質(zhì)量越大，距離地面越高，下落到地面做的功越多，具有的能越多。（2）重力勢能的定義：地球上的物體具有的跟它所受的重力和高度有關(guān)的能叫重力勢能。（3）物體重力勢能的大小計算設(shè)想把質(zhì)量為m的物體勻速舉高h(yuǎn)，這一過程中人需要對物體施加方向豎直向上大小為mg的力，這一力對物體做的功是mgh。若物體由這一高度落至地面，重力將做功mgh，這就說明物體在h高度時具有能量mgh，這就是它的重力勢能，如用EP表示重力勢能，則有：這就是計算物體重力勢能的公式，公式說明：物體的重力勢能等于物體所受重力和它的高度的乘積。3．重力做過與路徑的討論：（1）如圖所示，質(zhì)量相同的兩同學(xué)分別沿臺階和豎梯從地面上到同一高度的A處，計算重力的功分別是多少上升過程中兩同學(xué)所受重力大小相等，是mg，方向都豎直向下，重力對沿豎梯上升的同學(xué)做功是；設(shè)每階臺階高s，則每上升一階，重力的功是，整個過程中重力的功等于上升每一臺階時重力功的和，提取公因數(shù)（-mg）后，另一項是所有臺階高度之和，等于h。所以重力對沿臺階上升的同學(xué)做的功是。如這兩同學(xué)沿原路返回地面，同樣可算得重力對他們的功都是mgh。（2）小結(jié)歸納──重力做功的特點重力做功的多少只與初末位置間的高度差有關(guān)，與具體路徑無關(guān)。計算重力做的功是，只需確定初末兩位置間的高度差，不需要考慮具體的運動路徑。二、重力做功與重力勢能1．問題討論：（1）質(zhì)量為m的物體由高度為h1處上升至高度為h2處，重力做的功是；物體重力勢能的增加量為。（2）質(zhì)量為m的物體由高度為h1處下降至高度為h2處，重力做的功是；物體重力勢能的減少量為。2．歸納小結(jié)──重力做功與重力勢能變化間的關(guān)系：重力做負(fù)功，物體的重力勢能增加，重力勢能的增加量等于重力功的絕對值；重力做正功，物體的重力勢能減少，重力勢能的減少量等于重力的功。3．重力勢能的相對性：物體的高度是相對的，因此重力勢能也是相對的，與我們選取的零高度位置（重力勢能零位置）有關(guān)。但物體在兩位置之間運動，重力勢能的變化量卻是確定的。4．勢能的單位：勢能是標(biāo)量，只有大小沒有方向。在國際單位制中，單位與功的單位相同，是J?！舭咐芯咯ぉば〗Y(jié)鞏固1．案例剖析例1

講解教材第63頁“例題1”：體會重力勢能的相對性與重力勢能變化的絕對性。例2

講解教材第63頁“例題2”：進(jìn)一