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1、2.2势能的改变第1课时 教案 新营中学 张鹏举【教学目标】一、知识与技能1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；3、知道重力势能的相对性。二、过程与方法1、根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；2、学会从功和能的关系上分析和解释物理现象。三、情感态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。【教学重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。【教学难点】重力势能的系统性和相对性。【教学准备】多媒体课件。.【课时安排】1课时。【导入新课】多媒体图片展示
2、情景交融：1、展示美丽而又祥和的雪山与壮观而又磅礴的雪崩两幅图片进行比较。 蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发来时，以排山倒海之势，摧毁沿途一切给人类、自然界带来灾难。 2、展示平缓而又宁静的河水与宏大而又喧嚣的大坝两幅图片进行比较。 缓缓的流水，给人以温和、幸福的感觉。然而大坝流出的水，以一泻千里之势，带动水轮发电给人类、自然界带来益处。 3、一只大缸放在你脚边，并不觉得什么，但如果把它高高的悬挂在你的头顶上，就变得可怕起来。【教学过程】 通过上节课的学习我们知道运动的物体具有能量，它能够对外做功。前面的几幅图片让我们领略到当物体高度发生改变后它也能够对外做功，那么也就是说它就
3、具有能量，我们物理学中把物体处于一定高度而具有的能量叫做重力势能。初中我们已经对这个概念有了一定的了解，那么重力势能的大小与那些因素有关，又如何定量表示呢？重力势能的改变与重力做功有什么关系呢？本节课我们就来研究解决这些问题。一、重力势能（一）、重力势能的大小与那些因素有关？演示实验演示一在一个玻璃容器内放入沙子，沙子上放一个四只脚的小铁登，容器旁边竖直放置一把米尺，将质量相同的两只物块从不同的高度放下，观察铁凳陷入沙子中的深度；演示二在一个玻璃容器内放入沙子，沙子上放一个四只脚的小铁登，容器旁边竖直放置一把米尺，将质量不同的两只物块从相同的高度放下，观察铁凳陷入沙子中的深度。学生叙述实验现象
4、：（1）当铁球质量一定时，释放点越高，铁凳陷入沙子中越深；（2）当释放高度一定时，其质量越大，铁凳陷入沙子中越深。据实验现象总结：物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。在物理学中我们就用mgh这个物理量来表示物体的重力势能Ep=mghm物体的质量千克（kg）g重力加速度米每二次方秒（m/s2）h物体的高度米（m）h表示物体重心到参考平面的高度Ep物体的重力势能焦耳（J） 重力势能是标量，单位：J （二）、重力势能的相对性重力势能总是相对于某个水平面来说的，我们必须先选定一个水平面，并把这个水平面的高度定为零，则物体在该面上的重力势能也是零，这样的水平面叫做零势能参考平面，简称参考平面。参考
5、平面选取不同，重力势能的数值就不同。可见，重力势能具有相对性。选择哪个水平面作为参考平面，可视具体情况而定，通常选择地面作为参考平面。 在参考平面下方的物体，高度是负值，物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。【知识拓展】重力势能和重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有地球，也就谈不上重力势能.可见，重力势能是“地球和物体”这个系统共有的.二、重力做功与重力势能的改变（一）、定性讨论：1、把一个物体举高，重力做什么功？重力势能如何变化？2、一个物体从高处下落，重力做什么功？重力势能如何变化？（二）、学生汇报讨论结果：把一个物体举高，重力做负功，即
6、物体克服重力做功，物体的重力势能增大；一个物体从高处下落，重力做正功，重力势能减小。（三）、教师总结：从刚才的讨论中可知：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。把功和能的关系用到此处得到：1.重力势能的变化跟重力做功有密切联系。2.重力做了多少功，重力势能就改变多少。由此我们可以借助于重力做功来定量研究重力势能.（四）、推导重力做功与重力势能的定量表示式.一个质量为m的物体从距地高为h1的A点下落到距地高为h2的B点，求重力做的功.在该下落过程中，重力做的功为：WG=mgh=mgh1mgh2在该下落过程中，重力势能的改变：EP=EPB-EPA=mgh2-mgh1=-mgh结论：W
7、GmghEP讨论得到：1、当物体由高处运动到低处时，重力做正功，则WG0,Ep1Ep2,表示重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。2、当物体由低处运动到高处时，重力做负功，WG0，Ep1Ep2，表示物体克服重力做功（重力做负功）时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功。（五）、重力做功与路径无关只与物体的始末位置有关。类型3类型2类型1BBh1h2h3hh1h2Amg类型1:类型2:类型3:A1A2A3WGmghmgh1mgh2WGmgl cosmghmgh1mgh2WGmgh1mgh2mgh3mghmgh1mgh2lBmgAAmg【课堂练习】1、关于重力势能
8、的几种理解，正确的是（）答案： DA.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题2、起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？解析：由题意可知起重机的加速度，物体上升高度h，据牛顿第二定律得mgF=ma，所以F=mgma=mgmg=mg 方向竖直向上。所以拉力做功 WF=Fhcos0=mgh重力做功 WG=mgh
9、cos180=mgh 即物体克服重力做功为mgh又因为WG=Ep2Ep1=mgh WG0,Ep1Ep2即物体的重力势能增加了mgh.【课堂小结】1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定.2.势能是标量，单位是焦耳.3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关.【板书设计】2.2势能的改变一、重力势能1、定义：2、公式：Ep=mgh 二、重力做功与重力势能改变的关系 1、定量关系： WGEP1EP2EP2、重力做功与物体运动的路径无关只与始、末位置有关。【布置作业】 P32 1、3、4【教学反思】
