重力势能
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．知道重力势能的定义。
2．理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。
3．理解重力做功与重力势能的关系。
4．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义。
5．了解弹性势能，知道弹簧的弹性势能的决定因素。
（二）能力训练点
1．据重力做功的特点，推导重力势能的表达方式。
2．从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象
（三）德育渗透点
1．培养热爱科学，崇尚科学的品质
2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。
（四）美育渗透点
让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美，严谨的科学美。
二、学法引导
通过典型事例分析和实验演示来分析讨论，指导学生总结、归纳。
三、重点·难点·疑点及解决办法
1．重点
重力势能大小的确定
2．难点
重力势能的相对性的理解，参考平面的选择方法。
3．疑点
如何理解重力对物体做功等于物体重力势能增量的负值。
4．
1．演绎推导物体重力势能的定义表达方式。
2．类比分析，举例释疑。
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
弹簧、铁球、木球、玻璃缸、细沙、长木板，木块
六、师生互动活动设计
1．教师利用实例来引入问题，利用实验来引导学生讨论问题，利用讲解来加深对概念的进一步认识。
2．学生观察、分析、讨论、总结，并通过实例分析来形成能力。
七、教学步骤
（一）明确目标
（略）
（二）整体感知
在复习初中掌握的重力势能有关知识的基础上，进一步根据功的定义，推导出重力势能的计算公式，并通过实例分析，理解重力势能的相对性、正负含义等，并能准确地计算重力势能值．
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
【引入新课】
放录像并讲解：俄罗斯“和平号”空间站于2001年3月23日北京时间14时0分12秒所有残片都已成功安全地坠入预定的南太平洋海域，坠毁过程极为壮观美丽，137吨的庞然大物分解燃烧，天空中出一条条长长的金色轨迹．这是一个完美的告别，“和平号”的15年风雨历程将成为人类永恒的记忆．“和平号”的功绩将永载史册．
现提问：“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？
碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？
现在，就讲重力势能
1．重力势能
回忆初中的知识，可知
（l ）定义：物体由于被举高而具有的能量．
演示实验，用木球和铁球先后从同一高度处自由下落，落入玻璃缸中的细沙中，观察到什么现象？这说明了什么？（铁球深入细砂中的距离比木球要长，这说明，质量大的物体在相同的高度时，重力势能大，克服细砂阻力做功要多）
用铁球在不同的高度处自由下落，先后落入玻璃缸中的细砂里，观察到什么现象，这又说明了什么？（铁球在比较高的地方落下来，深入砂中的距离也比较长，这说明，同一个物体在比较高的地方重力势能较大，克服细砂阻力做功要多）
综上所述，物体的重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关．
现在来推导重力势能的定量表达式：投球的质量为m ，从高度为1h 的A 点下落到高度
为2h 的B 点，如图所示，重力所做的功为
21mgh mgh h mg W G -=?=
（2）重力势能的表述式
mgh E p = 物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，重力势能是标量，也
是状态量，其单位为J
（3）重力做功与重力势能的关系
重力做功也可以写成p p G E E W -=1
当物体下落时，重力做正功，0>G W ，可设p p E E >1，这说明，重力做功，重力势能p E 减少，减少的值等于重力所做的功．
同理，当物体上升时，重力做负功，重力势能E 增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功．
这种功能关系不仅适合于直线运动，也适合于曲线运动，重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关，而与运动的路径无关．
提问：一个物体的质量为10kg ，把它置放在2楼的一张1m 高的桌面上，若楼房的每层楼高3m ，求此物体的重力势能值？
（无法计算，因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度，从地面算起，物体的重力势能4001=p E J ，若从二楼楼面算起，物体的重力势为100=p E J ．对于不同的零高度点物体所对应的重力势能值也各不相同）
2．重力势能具有相对性
正如上例所述，要确定物体重力势能p E 的大小，首先必须确定一个参考平面为零势能面，若定了零重力势能参考平面，物体在此平面的下方，物体的重力势能就为负，如上例把三楼底板为零重力势能平面物体的重力势能2003-=p E J
由此看来，物体重力势能的正负还表示重力势能的大小，在参考水平面以上的物体的重力势能一定大于参考平面以下物体的重力势能．
要特别指出的是：重力势能的变化县与零重力势能参考平面选择无关，就好像物体的高度值与选择哪一点作为测量起点无关．至于选择哪个水平面作为参考平面，可视研究，解决问题的方便而定．
与重力势能相类似，还有弹性势能．
3．弹性势能
演示实验：把水平放置的轻弹簧一端固定，另一端系一木块，压（或拉）木块，使弹簧缩短（或伸长）再释放木块，让弹簧的作用力带动木块在水平面上运动．
可知，发生弹性形变的物体能对外界做功，因而具有能量，这种能量就叫弹性势能，它存在于发生弹性形变的物体之中．
举出除弹簧以外的弹性势能存在的实例
弹性势能的大小，与物体的性质（如劲度系数）和形变量有关，可用实验演示弹簧形变量越大对外界做功可越多来说明．
势能又叫位能，它是由相互作用的物体的相对位置决定．机械运动中的势能是重力势能和弹性势能的统称．
（四）总结、扩展
1．势能有多种，与高度有关的重力势能和与形变有关的弹性势能是力学中的两种，在热力学中有分子势能，在电磁学中有电势能等．
2．势能是存在于有相互作用的物体之间，它是属于有相互作用两部分物体即物体系的，但不是有相互作用物体之间就有势能存在，比如物体间的相互作用是摩擦力，但它们就不存在什么势能．
3．势能都是相对量，只有先走零势能参考平面，势能才有确定的值．
八、布置作业
P146练习四（2）（4）（5）
九、板书设计
1．重力势能
（1）定义：物体由于被举高而具有的能量．
（2）重力势能的表达公式．
mgh E p =
（3）重力做功与重力势能的关系．
21p p G E E W -=
物体下落 210
p p G E E W >> 物体上升 210p p G E E W <<
2．重力势能具有相对性．
定了参考平面，物体重力势能才有确定值．
重力势能的变化与参考平面选择无关．
3．弹性势能
十、背景知识与课外阅读
用能量最低原理求解两例物理题
高中化学中讲到“能量最低原理”在不违背泡利原理的情况下，核外电子总是尽先安排布在能量最低的轨道上，电子在该轨道上，处于稳定状态，其实，能量最低原理也适用于物体系物体系的稳定状态与系统的势能有关，势能越小则状态越稳定．物体系在不受外力的情况下，总处在势能最小的状态，即稳定状态．下面利用能量最低原理，求解两例物理题． ［例1］ 一质量均匀不可伸长的绳索，重为 G ，A 、B 两端固定在天花板上，如图所示．今在最低点C 施加一竖直向下的力将绳拉至D 点，在此过程中，绳索AB 的重心位置（ ）
A ．逐渐升高
B ．逐渐降低
C ．先降低后升高
D ．始终不变
解析：由能量最低原理知，物体在静止情况下，总处于能量最低状态（即稳定状态）．该状态下重力势能最小．故施力F 后，细绳重心上升，故选答案A ．
［例2］ 如图所示．容器A 、B 中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水．大气压恒定，A 、B 底部由带阀门K 的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A 中的水面比B
中的高，打开阀门，使A 中的水逐渐向B 中流，在这个过程中（ ）
A ．大气压力对水做功，水的内能增加
B ．水克服大气压力做功，水的内能不变
C ．大气压力对水不做功，水的内能不变
D ．大气压力对水不做功，水的内能增加
解析：由能量最低原理可知，打开阀门见水达到平衡时应具有最小势能，故在打开阀门
至平衡过程中，水的重力势能减小．又由题意知整个装置与外界绝热，因此由能量守恒得，重力势能的减少量转化为水的内能．故选答案D ．
十一、随堂练习
1．下面关于重力势能的说法中，正确的是（ ）
A ．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值．
B ．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面时，物体的重力势能 变化是相同的．
C ．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同．
D ．低于零重力势能面的物体的重力势能一定小于在零重力势能平面以上物体的重力 势能．
2．如图所示，质量为m 的物体置于水平地面上，其上表面竖立直着一根轻弹簧，弹簧
长为0L ，劲度系数为k ，下端与物体相连接，现将弹簧上端缓缓竖直向上提起一段距离L ，使物体离开地面，这时物体重力势能增加 ．
3．一根质量分布不均匀的金属链条重30N ，长1m ，盘曲在水平地面上，当从链条的A 端慢慢提起链条到使它的另一端B 恰好离开地面需做功12J ，如改从B 端慢慢提起链条使链条A 端恰好离开地面需要做功多少？
4．如图所示，桌面高为h ，质量为m 的小球从离桌面高为H
处自由下落，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小
球落到地面前瞬间的机械能为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
5．如图所示，物体从A 点出发，沿3条不同的轨道运动到B 点，则在移动的过程中重力做功的情况是（ ）
A ．沿路径运动，重力做功最多
B ．沿路径运动，重力做功最多
C ．沿路径运动，重力做功最多
D ．无论沿哪条路径，做功都一样多
6．质量为1kg 的物体做自由落体运动，下落1s 时，物体的动能为 ，物体的重力势能减少了 ．
答案：1．BCD 2．??
????-
-k mg L L mg 0 3．18J 4．B 5．D 6．50J 50J
高中物理必修《重力势能》优秀教学 设计 【一、任务分析 【学习目标】 （一）知识与技能 1．理解重力势能的定义及定义式。 2．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。 3．理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。 4．培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。 （二）过程与方法 1．在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。 2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。 （三）情感、态度与价值观
1．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。 2．通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。 3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【学习起点】 1．高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段重点是定量的学习重力势能。 3．学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。 二、教学重点、难点 1．本节课重点是重力势能的概念及对重力势能的应用。
2．本节课难点是如何探究重力势能的概念。 三、教学方法 探究法，实验观察法，控制变量法，演绎推理法，讲授讨论，分析归纳法。 四、教学教具 铁球和橡胶球各一个，白纸若干张，CAI教学课件，视频展示台。 五、教学过程 （一）创设情境、激趣导入 投影多媒体图片：利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。 （展示图片一：）这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于XX万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳
高一物理机械能守恒定 律教案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
机械能守恒定律 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化； 2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件； 3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。 （二）过程与方法 1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒； 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。 （三）情感、态度与价值观 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。 ★教学重点 1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容； 2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。 ★教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件； 2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。 ★教学方法 演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。 ★教学工具 投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。 ★教学过程 （一）引入新课 教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能 是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是 否发生变化这节课我们就来探究这方面的问题。 （二）进行新课 1、动能与势能的相互转化 教师活动：演示实验1：如右图，用 细线、小球、带有标尺的 铁架台等做实验。 把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度 的A 点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互 转化。我们看到，小球可以摆到跟A 点等高的C 点，如图甲。 如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C 点，但摆 到另一侧时，也能达到跟A 点相同的高度，如图乙。 A 甲 乙
第七章机械能知识点总结 一、功 1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物 体做了功。功是能量转化的量度。 2条件：. 力和力的方向上位移的乘积 3公式：W=F S cos θ W ——某力功，单位为焦耳（J ） F ——某力（要为恒力），单位为牛顿（N ） S ——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m ） θ——力与位移的夹角 4功是标量，但它有正功、负功。 某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。 当)2 ,0[πθ∈时，即力与位移成锐角，功为正；动力做功； 当2 πθ=时，即力与位移垂直功为零，力不做功； 当],2 (ππθ∈时，即力与位移成钝角，功为负，阻力做功； 5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。 6功仅与F 、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ 8 合外力的功的求法： 方法1：先求出合外力，再利用W =Fl cos α求出合外力的功。 方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率 1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。 2公式：t W P =（平均功率） θυc o s F P =（平均功率或瞬时功率） 3单位：瓦特W 4分类： 额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率 实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P 实≤P 额。 5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P =Fv 和F-f = ma 6 应用： （1）机车以恒定功率启动时，由υF P =（P 为机车输出功率，F 为机车牵引力，υ为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力f F =时，速度不再增大达到最大值max υ，则f P /max =υ。 （2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +，速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加，当额定P P =时，F 开始减小但仍大于f 因 此机车速度继续增大，直至f F =时，汽车便达到最大速度max υ，则f P /max =υ。 三、重力势能 1定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。 2公式：mgh E P = h ——物体具参考面的竖直高度 3参考面 a 重力势能为零的平面称为参考面； b 选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面
1、关于功率，下列说法正确的是（） A.力对物体做的功越多，功率就越大 B.做功时间短的机械功率大 C.完成相同的功，用的时间越长，功率越大 D.功率大的机械在单位时间里做的功多 2、甲、已两车的额定功率之比是1：2，当两车以各自的额定功率行驶时，可判定（）： A两车装的货物质量之比1：2 B在相同时间内，两车做功之比2：1 C两车行驰的速度比1：2 D速度相同时，两车的牵引力比1：2 3、（双选）竖直上抛一物体，物体又落回原处，已知空气阻力的大小正比于物体的速度（）A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功。 B上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功。 C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率。 D上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率。 4、设飞机飞行中所受阻力与速度的平方成正比，如果飞机以速度V匀速飞行时，其发动机功率为P，则飞机以2V匀速飞行时，其发动机的功率为：（） A 2P B 4P C 8P D 无法确定 5、关于重力势能的下列说法中正确的是（） A．重力势能的大小只由重物本身决定B．重力势能恒大于零 C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D．重力势能实际上是物体和地球所共有的6．（双选）关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（） A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加 B. 在同一高度，将物体以初速度V 向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减 少的重力势能一定相等 C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和 7、一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（） A．铁块的重力势能大于木块的重力势能B铁块的重力势能等于木块的重力势能 C．铁块的重力势能小于木块的重力势能D．上述三种情况都有可能 8、离地面高度(不为零)相同的两物体甲和乙，已知M甲>M已，则(以地面为零势面)（） A甲物体的势能大 B乙物体的势能大 C甲. 乙两物体的势能相等 D 不能判断 9、用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（） A MgH B HgH+MgaH C M(g-a)H D MgaH 10、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（） A沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多 B沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 D以上几种情况下克服重力所做的功一样多 11、原来静止的列车在水平轨道上启动后就保持恒定的功率前进，在其后的一段较短的时间内(列车所受阻力恒定)（） A列车做匀加速直线运动。 B列车的加速度逐渐减小。 C列车的速度先增大后减小。 D列车的加速度先增大后减小。 12、以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为h，运动中空气阻力的大小恒为f,则小球从抛出点到再回到原抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为（） A 0 B -fh C -2fh D -4fh
高中物理动能与动能定理解析版汇编 一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理 1．某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在 A 点用一弹射装置可 将静止的小滑块以 v 0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到 B 点后，进入半径 R =0.3m 的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自 B 点向 C 点运动，C 点右侧有一陷阱，C 、D 两点的竖 直高度差 h =0.2m ，水平距离 s =0.6m ，水平轨道 AB 长为 L 1=1m ，BC 长为 L 2 =2.6m ，小滑块与 水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5，重力加速度 g =10m/s 2. (1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在 A 点弹射出的速度大小； (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围． 【答案】（1）（2）5m/s≤v A ≤6m/s 和v A ≥ 【解析】 【分析】 【详解】 （1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v ，由牛顿第二定律及机械能守恒定律 由B 到最高点2211 222 B mv mgR mv =+ 由A 到B ： 解得A 点的速度为 （2）若小滑块刚好停在C 处，则： 解得A 点的速度为 若小滑块停在BC 段，应满足3/4/A m s v m s ≤≤ 若小滑块能通过C 点并恰好越过壕沟，则有2 12 h gt = c s v t = 解得
所以初速度的范围为3/4/A m s v m s ≤≤和5/A v m s ≥ 2．如图所示，光滑水平平台AB 与竖直光滑半圆轨道AC 平滑连接，C 点切线水平，长为L =4m 的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。质量分别为m 1=0.3kg 和m 2=1kg 两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v 0=1.5m/s 的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15．某时剪断细绳，小物体m 1向左运动，m 2向右运动速度大小为v 2=3m/s ，g 取10m/s 2．求： (1)剪断细绳前弹簧的弹性势能E p (2)从小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E (3)为了让小物体m 1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和小物体m 1平抛的最大水平位移x 的大小。 【答案】(1)19.5J(2)6.75J(3)R =1.25m 时水平位移最大为x =5m 【解析】 【详解】 (1)对m 1和m 2弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有： 0=m 1v 1-m 2v 2 解得 v 1=10m/s 剪断细绳前弹簧的弹性势能为： 22112211 22 p E m v m v = + 解得 E p =19.5J (2)设m 2向右减速运动的最大距离为x ，由动能定理得： -μm 2gx =0-1 2 m 2v 22 解得 x =3m ＜L =4m 则m 2先向右减速至速度为零，向左加速至速度为v 0=1.5m/s ，然后向左匀速运动，直至离开传送带。 设小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t 。取向左为正方向。 根据动量定理得： μm 2gt =m 2v 0-（-m 2v 2）
重力势能 【教学目标】 ⑴理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能。知道势能具有相对性。 ⑵理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。并能用这一结论解决一 些简单的实际问题。 ⑶理解功是物体能量变化的量度。 ⑷知道弹性势能的初步概念。 【课时】 1课时 【重点难点】 重点：重力势能及其表达式。 难点：重力势能的相对性和功和能量变化的关系。 【教学方法】 多媒体演示，理论推导、讲授法。 【教学过程】 情景引入： 我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？（可阅读课本P41） 根据学生的回答引出新课内容。 1．重力势能 利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。 从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢？ 2．重力势能公式 物体具有能才能做功，我们经常用物体最多能够做多少功来量度物体具有多少能。（即：功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。） 例如一：课本P42 小球落地。 例如二：用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功W＝mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh，也就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。用E p表示势能，则处于高度h处的物体的重力势能为： E p＝mgh 即重力势能等于物体重力与高度的乘积。 单位：焦耳(J)，而且也是标量。 它是由物体所处的位置状态决定的，所以与动能一样是状态量。（功是过程量） 3．零势能面 重力势能表达式中的高度h如何确定？ 课本P42图8－30
重力势能 一、素质教育目标 （一）知识教学点 1．知道重力势能的定义。 2．理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。 3．理解重力做功与重力势能的关系。 4．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义。 5．了解弹性势能，知道弹簧的弹性势能的决定因素。 （二）能力训练点 1．据重力做功的特点，推导重力势能的表达方式。 2．从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象 （三）德育渗透点 1．培养热爱科学，崇尚科学的品质 2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。 （四）美育渗透点 让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美，严谨的科学美。 二、学法引导 通过典型事例分析和实验演示来分析讨论，指导学生总结、归纳。 三、重点·难点·疑点及解决办法 1．重点 重力势能大小的确定 2．难点 重力势能的相对性的理解，参考平面的选择方法。 3．疑点 如何理解重力对物体做功等于物体重力势能增量的负值。 4． 1．演绎推导物体重力势能的定义表达方式。 2．类比分析，举例释疑。 四、课时安排 1课时 五、教具学具准备 弹簧、铁球、木球、玻璃缸、细沙、长木板，木块 六、师生互动活动设计 1．教师利用实例来引入问题，利用实验来引导学生讨论问题，利用讲解来加深对概念的进一步认识。 2．学生观察、分析、讨论、总结，并通过实例分析来形成能力。 七、教学步骤 （一）明确目标 （略） （二）整体感知 在复习初中掌握的重力势能有关知识的基础上，进一步根据功的定义，推导出重力势能的计算公式，并通过实例分析，理解重力势能的相对性、正负含义等，并能准确地计算重力势能值．
版权所有@中国教育考试资源网 高一物理《重力势能》测试题 1．关于重力势能的下列说法中正确的是：( ) A ．重力势能的大小只由重物本身决定 B ．重力势能恒大于零 C ．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D ．重力势能实际上是物体和地球所共有的 落到桌面过程中，势能减少多少？ （2）以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少？
9．如图7所示，重物A 质量为m ，置于水平地面上，其上表面竖直固定着一根轻弹簧，弹簧长为L 0劲度系数为k ，下端与物体相连结，现将上端P 缓缓地竖直提起一段距离L ，使重物离开地面，这时重物具有的重力势能为多少？（以地面为零势面）． ※10.如图5所示,劲度系数为K 1的轻质弹簧两端分别与质量为m 1、m 2的物块1、2栓接,劲度系数为K 2的轻质弹簧上端与物块2栓接,下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓缓地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？ 1.D ; 2.AB ; 3. C ; 4. CD ; 5.ACD ; 6.1500J 7. mgssin θ 8.解:（1）以地面为零势能面 ①Ep 1=mg(h 1-h 2)=24J ②下落过程中的重力势能的减小量为ΔEp ΔEp=Ep 2-Ep 1=24J （2）以桌面为零势能面 Ep 1′=mgh 1=8J Ep 2′=-mgh 2=-16J 重力势能的减小量为ΔEp ′ ΔEp ′= Ep 1′-Ep 2′=24J
版权所有@中国教育考试资源网 9.解:物体受力平衡,则由胡克定律F=kx 得： Kx=mg 则 x=mg/k 则物体上升的高度h 为： H=L+L O -x 以地面为零势能面 Ep=mgh=mg(L+L O )-(mg)2 /k 10.解:开始时弹簧K 2的弹力等于m 1和m 2的总重力;最后, 弹簧K 2的弹力等于零,由胡克定律和势能的概念得:物块2的重力势能增加了 ΔE P2= 2 212)(k g m m g m + = 22212)(k g m m m +.
第四章动能和势能 思考题 4.1起重机起升重物。问在加速上升，匀速上升，减速上升，以及加速下降，匀速下降，减速下降六种情况下合力之功的正负。 又：在加速上升和匀速上升了距离h 这两种情况中，起重机吊钩对重物的拉力所作的功是否一样多？ 答：1）加速上升：合力做正功，合力与速度方向相同； 2）匀速上升：合力为零，做功也为零； 3）减速上升：合力做负功，合力与速度方向相反； 4）加速下降：合力做正功，合力与速度方向相同； 5）匀速下降：合力为零，做功也为零； 6）减速下降：合力做负功，合力与速度方向相反； 又：不一样多，因为两种情况的拉力不一样。 4.2弹簧A 和B ，劲度系数B A k k > ，（1）将弹簧拉长同样的距离;(2)拉长两个弹簧到某个长度时，所用的力相同。在这两种情况下拉伸弹簧的过程中，对那个弹簧作的功更多？ 答：1）对弹簧A 做功更多。由于位移相同, A k 大,则用力大; 2）力相同，劲度系数越大，位移越小，对弹簧B 做功更多。 4.3 “弹簧拉伸或压缩时，弹性势能总是正的。”这一论断是否正确？如果不正确，在什么情况下，弹性势能会是负的。 答：不正确。如果选弹簧伸长量或压缩量最大时弹性势能为0，则会使弹性势能为负。 4.4一同学问：“二质点相距很远，引力很小，但引力势能大；反之，相距很近，引力势能反而小。想不通”。你能否给他解决这个疑难？ 答：两质点由相距很远到相距很近,引力作正功,引力势能减少。 4.5人从静止开始步行，如鞋底不再地面上打滑，作用于鞋底的摩擦力是否作了功？人体的动能是从哪里来的？分析这个问题用质点系动能定理还是用能量守恒定律分析较为方便？ 答：做功。摩擦力做功等于动能的增量。能量守恒定律。 4.6一对静摩擦力所做功的代数和是否总是负的？正的？为零？ 答：不是。 4.7力的功是否与参考系有关？一对作用力和反作用力所做功的代数和是否和参考系有关？答：力的功与参考系有关，一对作用力和反作用力所做功的代数和参考系无关。 4.8取弹簧自由伸展时为弹性势能零点，画出势能曲线。再以弹簧拉伸（或压缩）到某一程度时为势能零点，画出势能曲线。根据不同势能零点可画出若干条势能曲线。对重力势能和万有引力势能也可如此作。研究一下. 习题 4.2.2本题图表示测定运动体能的装置,绳拴在腰间沿水平展开跨过理想滑轮,下悬重物50kg,人用力向后蹬传送带而人的质心相对于地面不动,设传送带上侧以2m/s 的速率向后运动,问运动员对传送带做功否?功率如何? 解：运动员对传送带做功：P = FV=50×10×2 W=1000W 4.2.3一非线性拉伸弹簧的弹力的大小为3 21l k l k f +=.l 表示弹簧的伸长量,1k 为正.(1)研究当2k ＞0, 2k ＜0和2k =0时弹簧的劲度有何不同;(2)求出弹簧由1l 拉长至2l 时弹簧对外界所作的功. 解：3 21l k l k f += 2213l k k dl df +=， k 1>0
重力势能改变高二物理教案 重力势能改变高二物理教案 在教学工作者开展教学活动前，总归要编写教案，教案是教学活动的总的组织纲领和行动方案。那要怎么写好教案呢？以下是小编帮大家整理的重力势能改变高二物理教案，欢迎大家分享。 【教材分析】 《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中的二级主题“机械能与能源”的内容标准中涉及本节内容的条目是：“理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系”，该条目要求学生理解什么是重力势能，并能从功是能量转化的量度出发，理解重力势能的变化与重力做功之间的关系，同时在高中物理学习中，学生可能遇到的势能有：重力势能、电势能、分子势能，重力势能的学习对以后相关概念的学习至关重要。 “势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的’变化以及与重力做功的关系，为下节讲机械能守恒定律做好准备。 【学生分析】 1.高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2.学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能。 3.学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。 【教学目标】 ㈠知识与技能 1.理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。 2.理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
3.理解重力做功是物体重力势能变化的量度。 4.知道弹性势能的初步概念。 ㈡过程与方法 1.经历发散思维和理论探究归纳能力，培养逻辑思维的能力。 2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法 ㈢情感态度与价值观 1.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。 2.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【重点难点】 重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及wG=Ep1-Ep2关系的得出及应用 【设计思想】 本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。 通过的雪崩及水库等图片引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究;通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。 【教学流程】 1、开始，播放图片，创设物理问题情境。 导出概念：重力势能Ep。时间5分钟。 2、教师引导，提出问题：Ep大小与什么因素有关。 师生交流互动，猜测，建立假设。 实验定性检验，得出结论Ep与mg及h有关。时间5分钟。 3、教师引导创设物理情景，学生思考,并从理论上定量推导Ep与mg及h的关系。时间5分钟。
动能和势能练习题 一、填空题 1．如果一个物体能够,我们就说这个物体具有能。 2。物体由于而具有的能叫动能;物体由于而具有的能叫重力势能;物体由于发生而具有的能叫弹性势能。 3、影响动能的因素是和，影响重力势能的因素是和， 影响弹性势能的因素是物体发生。 4、以同样速度行驶的大卡车和小轿车，的动能大，所以在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车（填“大”或“小”） 5、汽车在匀速爬坡的过程中，动能，重力势能，机械能。（填“增大”、“不变”或“减小”） 6、运动员进行跨栏比赛，在跃起身体上栏的过程中，能转化为能；当到达终点时不能立即停下，这是由于。 7、有甲、乙、丙三个物体在做不同的运动：甲在空中下落(不计空气阻力)，乙沿斜面匀速下滑，丙在水平面上做曲线运动且速度大小保持不变，那么在这三个物体中，机械能总量不变的是，动能不变而势能减少的是。 8、自行车下坡时，不蹬踏板速度也会越来越快，在此过程中，自行车的动能逐渐，自行车的重力势能逐渐。 9．甲乙两人同时登上山顶，甲的体重大于乙的体重，则甲的势能乙的势能。（填 大于；小于或等于） 10．一只乒乓球和一只体育用的铅球从相同高度自由落下到地面时的速度相同，那么 落地时动能较大的是。 11．在空气中匀速下落的降落伞受到方向向的力和方向向的 力的作用，在下落过程中，它的动能，势能，机械能。（后 三空填变大，变小或不变）。 12．质量相等的正方体铜块和铝块（ρ 铜>ρ 铝 ），放在水平桌面上，则铜块重力势能 铝块的重力势能。（填大于，小于或等于） 13．托在手上的乒乓球有能，当它离开手落向地板时，能转化为 能。当它撞击地板时发生弹性形变，能转化为能。在它恢复 原状过程中，能转化为能。它向上弹跳过程中能转化为能。 14．跳高运动员越过横杆后向下落，在下落过程中能增大，能减小。 15．在空气中斜向上抛出的小球在上升过程中受力和空气阻力作用，小球的动 能，势能，机械能。（填变大，变小或不变） 16．空中飞行的钢球，若客观存在在某一时刻重力势能是30焦，动能是20焦，则钢球的机械能是焦。 17．分析下列物体具有什么能？ （1）河里的流水具有能。（2）钟表里卷紧的发条具有能。 （3）空中飞行的飞机具有能。 （4）下落过程中的雨点具有能。 （5）正在爬坡的汽车具有能。（6）被拉长的橡皮条具有能。 （7）被堤坝挡住因而升高了水位的水具有能。（8 18．19．，卫20．位，21．簧的22．二．1．A。C。2．A．3． A C 4．A．C、5．A．C、6．性势A．C、7． A B C D 8． A B D、9．A．C．10．A．C、11．过程
1 / 3 动能 势能 同步练习 1.关于功和能，下列说法正确的是（ ） A.功和能的单位相同，它们的物理意义也相同 B.做功的过程就是物体能量的转化过程 C.做了多少功，就有多少能量发生了变化 D.各种不同形式的能量可以互相转化，而且在转化过程中，能的总量是守恒的 答案：BCD 2.A 、B 两物体在光滑的水平面上，分别在相同的水平恒力F 作用下，由静止开始通过相同的位移s .若A 的质量大于B 的质量，则在这一过程中（ ） A.A 获得的动能较大 B.B 获得的动能较大 C.A 、B 获得的动能一样大 D.无法比较A 、B 获得的动能的大小 答案：C 本题考查能量的转化与力和功能之间的数值关系.由于水平拉力F 相同，由静止开始通过相同位移s ，所以力做的功相同，力F 对物体做功，把其他形式的能转化为物体的动能，由于力F 做的功相同，故两物体获得的动能相同. 3.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是（ ） A.如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零 B.如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C.物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D.物体的动能不变，所受合外力一定为零 答案：A 如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零.可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，B 选项错.物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变，所以，做变速运动的物体，动能可能不变,C 选项错.物体动能不变，只能说合外力不做功，但合外力不一定为零，D 选项错. 4.两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为（ ） A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.2∶1 答案：C 由动能定义:1k E ∶2k E = 21m 1v 12∶2 1 m 2v 22=4∶1. 5.一人用力踢质量为1 kg 的足球，使球由静止以10 m/s 的速度沿水平方向飞出.假设人踢球时对球的平均作用力为200 N ，球在水平方向运动了20 m ，那么人对球所做的功为（ ） A.50 J B.200 J C.4000 J D.非上述各值 答案：A 人踢球时对球做的功为 W =2 1 mv 2=2 1×1×102 J=50 J 思路导引 ←功是能量转化的量度. ←F 做功相同，转化的能量也相同. ←W 合=F 合·s cos α 或W 合=W 1+W 2+…… 匀速圆周运动是变速运动但动能不变. ←人对球做功等于球由静止开始获得的动能,F =200 N ，s =20 m 是干扰因素. ←要注意重力势能由重
重力势能教学设计 本节教材分析 本节讲述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系.重力做正功时，重力势能减少，克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，关于这个关系，由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量转化的角度分析，解开学生的困惑，例如可举在自由落体运动中，重力做正功，重力势能减少，同时由动能定理可知，动能增加.重力势能转化为动能，这样做，也可以为下一节讲解机械能守恒定律做好准备. 关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学：只要求学生知道即可． 教学目标 一、知识目标 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． 4.了解弹性势能． 二、能力目标 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解释和分析物理形象． 三、德育目标 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 教学方法 实验观察法、分析归纳法、讲练法 教学用具 铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子、投影片． 教学过程 用投影片出示本节课的学习目标 1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算． 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． 4.了解弹性势能． 学习目标完成过程： 一、复习导入 教师：打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥桩打进地里，为什么? 学生：因为重锤具有重力势能． 教师：那么什么是重力势能? 学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能． 演示实验： 在一个透明的玻璃容器内装上沙子． 实验一：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度． 实验二：用大小不同的两个铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度．
高中物理《机械能守恒定律》教案 高中物理《机械能守恒定律》教案 作为一位兢兢业业的人民教师，常常需要准备教案，教案是教学活动的依据，有着重要的地位。教案应该怎么写才好呢？下面是小编为大家收集的高中物理《机械能守恒定律》教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。 高中物理《机械能守恒定律》教案1 一、教学目标知识与技能：知道动能和势能之间的转化关系，会用动能定理进行计算; 过程与方法：通过对机械能守恒的探究过程，提高学生观察和分析的能力；情感态度与价值观：体会物理之间的紧密联系，提高科学的严谨性。二、教学重难点重点：机械能守恒定律的理解与应用; 难点：动能与势能之间的转化关系。三、教学过程环节一：新课导入教师找学生上台演示实验：用细绳拴住一个小球，将小球摆动一定的角度，并靠近同学的鼻尖，根据实验结果让学生分析并不会碰到鼻子的原因是什么?引入新课“机械能守恒定律”。环节二：新课讲授 (一)动能与势能饿相互转化通过上述实验引导学生得到动能和势能之间可以相互转化，并通过自由落体得出重力势能减少，动能增加的关系。教师接下来组织学生进行思考讨论，还有哪些动能与势能之间相互转化的例子，并找同学分享讨论的结果。教师总结：上述例子能够看出动能和势能之间可以相互转化，动能和势能统称为机械能，弹性势能属于势能，并提问学生他们之间有哪些关系?从而引入机械能守恒定律。 (二)机械能守恒定律结合教材中给出的自由落体例子，提示学生在AB两点的机械能是多少?从A-B动能怎么变化，重力做功与重力势能之间的关系，并组织学生以4人为一组进行讨论，教师加以指导。并提问学生的讨论结果。教师通过让学生根据结论总结出规律后在给出机械能守恒定律的定义：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。教师强调出机械能守恒定律的适用条件。环节三：巩固提高例题巩固学生判断以下几种情况机械能是否守恒?( ) A、竖直上抛运动 B、做平抛运动的小球 C、沿光滑的斜面下滑的
物理教案：动能和势能的转化物理动能与势能 教学目标 1，理解动能和重力势能的转化，能举例说明动能和重力势能的转化．2，理解动能和弹性势能的转化，能举例说明动能和弹性势能的转化．3，分析和解释实例，说明动能和势能的转化过程，动能、势能、机械能的变化情况． 4，建立能量的概念，树立能量转化和守恒的观念，为后面学习能的转化和守恒大小基础．5、通过分析生产和生活中的实例，养成学生理论联系实践的习惯和能力． 教材分析 教材首先安排了麦克斯韦滚摆实验来说明动能和重力势能的相互转化，接着又安排了把用细线悬挂起来的金属小球拉到一定高度放开，以及木球与弹簧片碰撞两个实验，来说明动能和弹性势能的相互转化．使学生一开始就注意到动能和这两种势能都可以相互转化．在动能和势能的相互转化过程中，机械能减少转化为内能的问题安排在下一章讲，在这里没有涉及．教材最后分析了人造卫星绕地球运行过程中动能和势能的相互转化，目的是加强物理知识与现代科技的联系，使学生了解他们所学的物理知识，也可以用来解释一些高科技中的问题，激发学生学习物理的兴趣．教法建议
注重实验教学，分析上抛小球的实验到观察麦克斯韦实验，在教学过程中要使学生明确实验的目的和观察物理现象，清楚具体的过程，从速度变化、高度变化到能量变化，学生能从能量变化中知道能量的转化． 课本实验中动能和弹性势能的转化不用细致分析，但是要在教学过程中让学生注意观察的分析木球碰撞弹簧片的过程，由于碰撞非常短，所以应当帮助学生想象弹簧片的形变，从而理解动能和弹性势能的转化．教学中注意把学的知识应用到实践中，注重分析实例，例如分析射箭过程中的能量转化，分析卫星运行时动能和势能的转化．在分析卫星运行时，应当利用板图标出远地点和近地点，使学生养成画图帮助分析的习惯．教学设计示例第二节动能和势能的转化 【课题】动能和势能的转化 【重点难点解析】动能和势能的转化；分析转化过程．人造地球卫星绕地球运行过程中的能量转化过程．【教学过程】1，实验引课 观察滚摆实验，用板图帮助分析．实验时要注意观察：滚摆在下降过程中速度变化；上升阶段速度变化．注意分析的问题：到最高点时，高度、速度特点；说明了什么；到最低点时，高度、速度特点；说明了什么；在下降过程中，高度、速度变化，说明了什么；在上升过程中，高度、速度变化，说明了什么．
高中物理重力势能教学设计|高中重力势能教学设计 物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，下面小编为你整理了高中物理重力势能教学设计，希望对你有帮助。 高中重力势能教学设计 高中物理重力势能教学反思
本节课是通过概念推理为探究的一节课，这节课很好的体现了三维教学目标。 重力势能是本章中的一个基本概念和物理量，要求学生知道重力势能的定义，掌握重力势能的公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳，理解重力做功与重力势能的改变的关系，知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义。难点是重力势能的相对性，而重力势能的改变与参考平面无关。如果只是说明，学生很难理解和把握，于是把设计的重点放在引导学生探讨问题，自己推出结论，用已学旧知识，推导新知识的结论，这样学生就能更好的理解了，对于重力做功和重力势能的关系，也是引导学生用旧知识的推导得到结论。 为了突破难点从高度具有相对性入手，问学生挂在天花板上的电灯、电风扇有多高。不同的学生可能会有不同的回答，这样从矛盾当中，我们很自然的就引入了参考平面，即零势能面。有了高度的相对性，学生根据重力势能的计算式，就会很容易理解重力势能也具有相对性：选择不同的参考平面，物体的重力势能是不同的。然后，再让学生选择不同的参考平面来计算物体从A位置下落到B位置重力势能的改变。这样的切入学生容易理解，难点也自然而然地被突破了。 不足之处是过于追求知识的完整和严谨，在学生经过探究后总结的答案要求过高，给予补充的太多太细，还过于急躁的在学生回答时插话，有些问题放不开让学生讨论。老担心学生的讨论不够全面，有遗漏。以后上课我要多加强学生的讨论和交流，让学生真正变为主体，
高中物理动能与动能定理解题技巧及经典题型及练习题( 含答案 ) 一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理 1．如图所示，粗糙水平桌面上有一轻质弹簧左端固定在 A 点，自然状态时其右端位于B 点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ，其形状为半径R=1.0m 的圆环剪去了左 上角 120°的圆弧， MN 为其竖直直径，P 点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量为 m=0.2kg 的物块将弹簧由 B 点缓慢压缩至 C 点后由静止释放，弹簧在 C 点时储存的弹性势能 E p=3.2J，物块飞离桌面后恰好P 点沿切线落入圆轨道。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度 g 值取 10m/s 2，不计空气阻力，求∶ (1)物块通过 P 点的速度大小； (2)物块经过轨道最高点M 时对轨道的压力大小； (3)C、D 两点间的距离； 【答案】 (1)8m/s ；(2)4.8N； (3)2m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)通过 P 点时，由几何关系可知，速度方向与水平方向夹角为60o，则 v y22gh sin 60o v y v 整理可得，物块通过P 点的速度 v8m/s (2)从 P 到 M 点的过程中，机械能守恒 1mv2 =mgR(1cos60o )+1mv M2 22 在最高点时根据牛顿第二定律 mv M2 F N mg R 整理得 F N4.8N 根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为 4.8N
(3)从 D 到 P 物块做平抛运动，因此 v D v cos60o4m/s 从 C 到 D 的过程中，根据能量守恒定律 E p mgx 1 mv D2 2 C、D 两点间的距离 x 2m 2．如图所示，在倾角为θ=37°的斜面底端有一个固定挡板D，处于自然长度的轻质弹簧一 端固定在挡板上，另一端在O 点，已知斜面OD 部分光滑，PO 部分粗糙且长度L=8m。质量 m=1kg 的物块（可视为质点）从P 点静止开始下滑，已知物块与斜面 数μ=0.25， g 取 10m/s 2， sin37 =0°.6， cos37°=0.8。求： PO 间的动摩擦因（1）物块第一次接触弹簧时速度的大小 （2）若弹簧的最大压缩量 d=0.5m，求弹簧的最大弹性势能 （3）物块与弹簧接触多少次，反弹后从O 点沿斜面上升的最大距离第一次小于0.5m 【答案】（ 1） 8m/s （2） 35J(3)5 次 【解析】 【详解】 (1)物块在 PO 过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦 力，此过程应用动能定理得： mgL sin mgL cos 1 mv2 2 解得物块第一次接触弹簧时物体的速度的大小为： v2gL sin cos8 m/s （2）物块由O 到将弹簧压缩至最短的过程中，重力势能和动能减少、弹簧的弹性势能增 加，由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能E p E p 1 mv2mgd sin35 J 2 （3）物块第一次接触弹簧后，物体从O 点沿斜面上升的最大距离s1,由动能定理得: mgs1mgs1 cos0 1 mv2 2 解得： s14m
5.5 探究弹性势能的表达式 ★新课标要求 （一）知识与技能 理解弹性势能的概念及意义，学习计算变力做功的思想方法。 （二）过程与方法 1、猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力。 2、体会计算拉力做功的方法，体会微分思想和积分思想在物理学上的应用。 （三）情感、态度与价值观 通过对弹性势能公式的探究过程和所用方法，培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，体味弹性势能在生活中的意义、提高物理在生活中的应用意识。 ★教学重点 探究弹性势能公式的过程和所用方法。 ★教学难点 推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。 ★教学方法 实验观察法、分析归纳法、迁移法。 ★教学工具 弹簧（两根，劲度系数不同），小物块，多媒体。 ★教学过程 （一）引入新课 教师活动： 1.演示： 装置如图所示： 将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将 木块弹出. 分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验，分别把它们压缩后松手，观察 现象. 学生活动：观察并叙述实验现象 现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远． 现象二：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出得远．师生共同分析，得出结论： 上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功， 因而具有能量，这种能量叫做弹性势能． 教师活动：多媒体演示（《撑杆中的弹性势能》），发生形变的物体，具有弹性势能．请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子： 学生活动：观察课件演示，体会发生形变的物体，具有弹性势能；思考并举例： a.卷紧的发条 b.被拉伸或压缩的弹簧 c.击球的网球拍
d.拉开的弓 ［导入］弹性势能的大小与哪些因素有关？弹性势能的表达式应该是怎样的？这节课我们就来探究这些问题。 （二）进行新课 教师活动：我们在学习重力势能时，是从哪里开始入手进行分析的？这对我们讨论弹性势能有何启示？ 学生活动：思考后回答 学习重力势能时，是从重力做功开始入手分析的。讨论弹性势能应该从弹力 做功的分析入手。 点评：通过知识的迁移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。 教师活动：当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能，我们只研究弹簧拉长的情况。 在探究的过程中，我们要依次解决那几个问题呢？请同学们快速阅读课本， 把这几个问题找出来。 学生活动：阅读教材，找出探究过程中要依次解决的问题，从总体上把握探究的思路。 教师活动：倾听学生回答，进一步引导。 （1）重力势能与高度h成正比，弹性势能是否也与弹簧的伸长量（或缩短 量）成正比？说出你的理由。 （2）在高度h相同的情况下，物体的质量越大，重力势能越大，对于不同 的弹簧，其弹性势能是否也有类似的情形？ （3）对弹性势能的猜测，并不能告诉我们弹性势能的表达式，这样的猜测 有没有实际意义？ 学生活动：思考问题，学生代表发言。 教师活动：听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题。 提出问题：重力做功，重力势能发生变化，重力做功在数值上等于重力势能 的变化量。那么，弹力做功与弹性势能的变化之间关系是怎样的？ 学生活动：思考问题，学生代表发言。 教师活动：听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题。 提出问题：重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘 积。那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？阅读课本，并在练习本上自 己画图，写出拉力在整个过程中做功的表达式。 学生活动：阅读教材，思考拉力做功的计算方法。选出代表发表自己的见解。 点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生探求变力做功的方法，初步形成微分求解变量的物理思想方法。 教师活动：听取学生汇报，投影学生的求解过程，解答学生可能提出的问题。 提出问题：怎样计算拉力做功的求和式？是否可以用F-l图象下一个梯形的 面积来代表功？在练习本上写出拉力做功的表达式。 学生活动：在练习本上作F-l图象，推导拉力做功的表达式。 教师活动：听取学生汇报，投影学生的推导过程，解答学生可能提出的问题。 点评：在处理匀变速直线运动的位移时，曾利用v-t图象下梯形的面积来代表位移；这里利用F-l图象下的面积来代表功，可以培养学生知识迁移的能力。但要搞清弹簧长度和伸