8.2重力勢能“教學(xué)評(píng)”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)

“教學(xué)評(píng)“教學(xué)評(píng)”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)納雍五中課題人教版高中物理·必修·第二冊(cè)第八章第2節(jié)重力勢能課型新授課?復(fù)習(xí)課□試卷講評(píng)課□其他課□授課班級(jí)納雍授課時(shí)間2023年月日教學(xué)內(nèi)容分析課標(biāo)要求：

通過教學(xué)，認(rèn)識(shí)重力勢能，理解重力勢能與那些因素有關(guān)；會(huì)計(jì)算物體的重力勢能。教材分析：在復(fù)習(xí)初中掌握的重力勢能有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢能的計(jì)算公式，并通過實(shí)例分析，理解重力勢能的相對(duì)性、正負(fù)含義等，并能準(zhǔn)確地計(jì)算重力勢能值。學(xué)情分析知識(shí)儲(chǔ)備：學(xué)生已經(jīng)在初中定性地學(xué)習(xí)了重力勢能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。能力基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)具備了一定的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ苡靡恍?shí)驗(yàn)方法（如控制變量法）處理實(shí)驗(yàn)、分析和歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，但是學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、理解只停留在感性認(rèn)識(shí)上，語言描述歸納能力不夠精煉。思維能力：學(xué)生在建立物理模型能力及空間思維能力方面有所欠缺，本節(jié)課通過教學(xué)，讓學(xué)生感受物理魅力，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。核心素養(yǎng)物理觀念：樹立能量觀念：理解重力勢能的概念,知道重力做功與路徑無關(guān)；掌握重力做功與重力勢能變化的關(guān)系?？茖W(xué)思維：在探究過程中滲透科學(xué)的研究方法：控制變量法，實(shí)驗(yàn)過程觀察法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析法，體會(huì)用“實(shí)驗(yàn)法”和“理論推導(dǎo)”相互驗(yàn)證問題的方法?？茖W(xué)探究：對(duì)實(shí)例進(jìn)行研究,推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式，然后通過計(jì)算歸納得出重力做功與重力勢能變化的關(guān)系?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過程中體驗(yàn)解決問題的成功喜悅，激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件活動(dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)評(píng)價(jià)任務(wù)活動(dòng)一：導(dǎo)入新課初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。這一節(jié)我們來進(jìn)一步定量地研究重力勢能。你認(rèn)為重力勢能的表達(dá)式應(yīng)該是怎樣的呢？引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)就知，拋出問題。復(fù)習(xí)已學(xué)內(nèi)容。問題導(dǎo)入，提起學(xué)生興趣。活動(dòng)二：展示學(xué)習(xí)目標(biāo)1.重力勢能的概念；2.知道重力做功與路徑無關(guān)3.重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系。明確目標(biāo)，有的放矢?；顒?dòng)三：新課教學(xué)一、重力做的功設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從與地面高度為h1的位置A，豎直向下運(yùn)動(dòng)到高度為h2的位置B（圖8.2-1甲），這個(gè)過程中重力做的功是WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2再看另一種情況。質(zhì)量為m的物體仍然從上向下運(yùn)動(dòng)，高度由h1降為h2，但這次不是沿豎直方向，而是沿著一個(gè)斜面向下運(yùn)動(dòng)到B′，再水平運(yùn)動(dòng)到B（圖8.2-1乙）。物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離是l，在這一過程中重力做的功是WG＝（mgcosθ）l＝mgΔh＝mgh1－mgh2從B′沿水平方向運(yùn)動(dòng)到B的過程中，重力不做功。物體沿曲面滑下時(shí)重力做的功假設(shè)這個(gè)物體沿任一路徑由高度是h1的起點(diǎn)A，運(yùn)動(dòng)到高度是h2的終點(diǎn)B，如圖。我們把整個(gè)路徑分成許多很短的間隔AA1，A1A2，A2A3，…由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一段傾斜的直線。設(shè)每段小斜線的高度差分別是?h1，?h2，?h3，…則物體通過每段小斜線時(shí)重力所做的功分別為mg?h1，mg?h2，mg?h3，…物體通過整個(gè)路徑時(shí)重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和，即WG＝mg?h1＋mg?h2＋mg?h3＋…＝mg(?h1＋?h2＋?h3+…)＝mgh＝mgh1－mgh2分析表明，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)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。也就是說，只要起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置不變，不論物體沿什么路徑運(yùn)動(dòng)，重力所做的功都相同。功等于物體所受的重力跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差。WG=mgh1-mgh2二、重力勢能我們把mgh叫作物體的重力勢能，常用Ep表示，即Ep＝mgh重力勢能也是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國際單位制中都是焦耳，符號(hào)為J。1J＝1kg·m·s2m＝1N·m重力做的功與重力勢能的關(guān)系可以寫為WG＝Ep1－Ep2其中Ep1表示物體在初位置的重力勢能，Ep2表示物體在末位置的重力勢能。當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢能減少，即WG>0，Ep1>Ep2當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢能增加，即WG<0，Ep1<Ep2嚴(yán)格說來，重力勢能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的三、重力勢能的相對(duì)性1.物體的高度h總是相對(duì)于某一水平面來說的，實(shí)際上是把這個(gè)水平面的高度取做0。因此，物體的重力勢能也總是相對(duì)于某一水平面來說的，這個(gè)水平面叫做參考平面。在參考平面，物體的重力勢能取做0。2.選擇哪個(gè)水平面做參考平面，可視研究問題的方便而定。通常選擇地面為參考平面。3.選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數(shù)值是不同的，但這并不影響問題的研究，因?yàn)樵谂c重力勢能相關(guān)的問題中，有價(jià)值的是勢能的差值，而選擇不同的參考平面對(duì)這個(gè)差值沒有影響。4.對(duì)選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力勢能也是正值；下方物體的高度是負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值。負(fù)值的重力勢能，表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要小。以二樓的地面作為參考平面，二樓房間里A處的物體具有正的重力勢能，一樓房間里B處的物體具有負(fù)的重力勢能。四、彈性勢能拉長或壓縮的彈簧、卷緊的發(fā)條、拉開的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的竿，等等，這些物體都發(fā)生了彈性形變，每個(gè)物體的各部分之間都有彈力的相互作用。發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫作彈性勢能?！飶椥詣菽芨巫兊拇笮∮嘘P(guān)系。例如，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)。被拉伸或壓縮的長度越長，恢復(fù)原狀過程中對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢能就越大。★彈簧的彈性勢能還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)越大，彈簧恢復(fù)原狀過程中對(duì)外做的功就越多因而彈簧的彈性勢能就越大。★勢能也叫位能，與相互作用的物體的相對(duì)位置有關(guān)重力勢能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定的；彈性勢能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對(duì)位置決定的。我們以后還會(huì)學(xué)到其他形式的勢能。教師在學(xué)生推導(dǎo)后，再次引導(dǎo)學(xué)生共同推導(dǎo)，講解重力做功。講解物體沿斜面滑下時(shí)重力做的功，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律。學(xué)生看書時(shí)巡視，學(xué)生看書后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)新知。學(xué)生看書時(shí)巡視，學(xué)生看書后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)新知。學(xué)生看書時(shí)巡視，學(xué)生看書后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)新知。學(xué)生自行推導(dǎo)后，再與教師共同推導(dǎo)學(xué)習(xí)。學(xué)會(huì)建立模型，提高動(dòng)手能力?？磿?，升華知識(shí)，得出新物理量。學(xué)生看書，學(xué)會(huì)總結(jié)規(guī)律并與同桌相互驗(yàn)證。學(xué)生看書，學(xué)會(huì)總結(jié)規(guī)律并與同桌相互驗(yàn)證。.提高學(xué)生推理能力；2.提高學(xué)生合作能力。建立模型，提高學(xué)生思維能力。規(guī)律總結(jié)：提高學(xué)生總結(jié)能力。師生合作，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。師生合作，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。師生合作，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。活動(dòng)四：課堂小結(jié)學(xué)到了什么？引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)小組討論，總結(jié)本節(jié)課得失活動(dòng)五：作業(yè)設(shè)計(jì)P83練習(xí)與應(yīng)用2、3題指導(dǎo)學(xué)生完成練習(xí)，面批練習(xí)。按要求完成練習(xí)。從完成情況和書