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1、8.2重力势能（第1课时）教学设计【教学目标】1.树立能量观念，理解重力势能的概念，知道重力做功与路径无关；掌握重力做功与重力势能变化的关系，运用能量的观点去分析问题。2.在探究过程中领悟理想化模型，去除干扰因素，提出主干知识，揭露事物的本质。3.对实例进行研究，推导出重力势能的表达式，然后通过计算归纳得出重力做功与重力势能变化的关系。4.从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。【教学重点与难点】重点：重力势能的概念及重力做功和重力势能改变的关系。难点：重力做功和重力势能的关系。【教学准备】苹果、多媒体课件【教学过程】一、新课引入在前一
2、章万有引力的学习中我们曾经提到过一个有趣的故事：【PPT展示：牛顿与苹果的图片】那就是牛顿在被苹果砸中脑袋之后，开始思考地球上的引力与天体间引力的关系，最终得出了伟大的万有引力定律！今天，老师也拿来了一个苹果，想让同学们也当一回牛顿，感受一下被苹果砸中脑袋的感觉！谁想来试试？如果我再从更高的地方释放呢？比如10层楼高？小小苹果能有多大威力？有人做了一个类似实验，我们来看一段视频。【PPT播放视频：苹果高空坠落】实验结果还是很震撼的！小苹果竟然蕴含了大能量！原因是什么？在初中的时候，我们学过物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。那么重力势能又与哪一些因素有关呢？重力势能跟物体的质量和高度都有关系
3、，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。引入：那么，怎样定量地表示重力势能呢?二、新课讲授【PPT展示：运动员举杠铃的图片】教师：杠铃在上升和下落的过程中，杠铃的重力分别做什么功?重力势能如何变化?上升过程中，杠铃克服重力做功(重力做负功) 杠铃的重力势能增大。下落过程中，杠铃的重力做正功，杠铃的重力势能减小。教师：我们学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?学生：重力所做的功等于物体重力势能的变化.(一)重力做的功来源:学科网ZXXK例1：三个质量均为m的相同铁球从离地h1的高度开始下落至
4、离地高度为h2的高度，如图所示播放视屏，视屏讲解微元法更容易理解。分析表明：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点位置有关，而跟物体运动的路径无关。重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。(二)重力势能 看起来，物体所受重力mg与它所处位置高度h的乘积mgh，是一个具有特殊物理意义的物理量。一方面与重力做功密切关系，另一方面随着高度的增加而增加，随着质量的增加而增加，恰与势能的基本特征一致。因此我们把物理量mgh叫做物体的重力势能。.定义：物体由于处于一定的高度而具有的能量叫做重力势能，物体的质量越大，离地面越高，物体的重力势能就越大。2表达
5、式：Ep=mgh即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。3.单位：焦耳，J。4.标量。重力势能的系统性：重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有的能量。重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。(三)重力做功与重力势能变化的关系WG=EP1-EP2重力做功的量等于重力势能变化量，即重力做了多少功就有多少重力势能发生改变。比如起重机将物体升高重力做功情况，列表。重力是（阻力、动力）重力做功（正、负）重力势能变化（增加、减少）动能变
6、化（速度）物体下降动力正减少增加物体上升阻力负增加减少依次填入可以看到当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少。当物体由低处运动到高处时，重力做负功, 重力势能增加。在这两个过程中重力做功的量等于重力势能变化量。课堂练习：例1（P82 第2题）：质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。重力加速度为g。 （1）足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？ 足球的重力势能减少了多少？（四） 重力势能的系统性：从重力势能的表达式分析重力势能的系统性。因为重力势能和重力做
7、功密切相关，而重力是地球与物体系统所共有的，所以严格地说，重力势能也是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。（五）重力势能的相对性：脑筋急转弯引入重力势能的相对性：小明从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？阅读课本回答以下问题：1、在参考平面，物体的重力势能是多少?2、对选定的参考平面而言，什么情况下重力势能为正值？什么情况下重力势能为负值？3、通常情况下，如何选取参考平面？物体的高度总是相对某个平面来说的，所以重力势能也是相对于某个平面来说的，所以我们在讲一个物体具有多少重力势能时，我们先选择一个参考平面，物体在这个参考平面上高度为零，重力势能为零
8、。参考平面的选取是任意的，视处理问题的方便而定，一般可以选择地面或者物体运动所达到的最低点为参考平面。课堂练习：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2)小结：1.选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 2.对一个确定的过程，WG和EP与参考面的选择无关【板书设计】8.2重力势能（第1课时）一、重力做的功功 重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，而跟物体运动的路径无关。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。WG=mghWG为重力所做的功，m为物体质量，h是高度差。二、重力势能物体所受重力mg
9、与所处高度h的乘积,用Ep表示。单位：焦耳，符号为J，1 J=1 kg m/s2 m=1 Nm重力势能是：标量，但有正负。并且正负号要参与大小比较。关系：力做功的量=重力势能变化量:【课堂小结】一、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的位置有关；二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加四、重力势能的特征：相对性 系统性【作业布置】练习与应用 1、2 、3【教学反思】1. 对于一个物理概念的形成，学生往往从感性认识到理性认识，从定性认识到定量计算，对于概念应用更需要创设一些情境供学生探究，在实践中强化物理概念。2. 首先引入概念，这一阶段主要通过创设情境，联系生活，激发学生的学习兴趣及对引入的物理概念的认同感，接着通过理论探究引入重力做功的特点，引导学生从感性思维过渡到理性思维，接受表达物理现象的方法，促进学生对物理概念的形成。通过对生活实例分析，定量得出重力势能的表达式。3. 最后，关于“重力势能变化与重力做功关系”这点教学内容的安排，就是针对重力势能概念应用而设计的，通过这一环节的学习，能培养学生灵活应用物理概念分析问题的能力，并在应用中体验和感悟物理知识。5学科网（北京）股份有限公司
