74 重力势能 学案人教版必修2

第七章第四节重力势能教学设计一、设计思想：“功”教学之后，学生第一次涉及到能量，并从量的角度研究能量的具体表达形式。

在以后的学习过程中，能量概念的重要性会被学生逐步认识到。

就内容的呈现方式来看：从生活中的事例出发，形成具体的表达形式是这一节课的核心，本节课有探究课的特点，采取师生互动、引导、启发的教学方式。

二、教学目标：1、知识与技能：①、理解重力势能的概念，知道在国际单位中，势能的单位是焦耳（J），势能是标量，并会用重力势能的定义式进行计算。

②、理解重力做功与重力势能变化的关系，并能够应用表达式进行计算，知道重力做功与路径无关。

③、知道重力势能具有相对性，计算重力势能需选择参考面。

④、知道重力势能是物体和地球系统所共有。

2、过程与方法：根据功和能的关系，推到出重力势能的表达式，进一步渗透科学探究的几个要素。

3、情感态度与价值观：培养学生从生活现象中探究物理规律的方法，激发学生勇于探索、勇于发现的品质。

三、教学重点：1、重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

2、重力做功与路径无关及负功的意义。

四、教学难点：理解重力做功与重力势能变化的关系及重力势能改变的系统性五、教学资源：物理教材、实验器材（两个小球），PPT，六、教法设计：引导式、启发式、探究式、讨论式七、教学过程：重力做的功：W G＝mgh=mgh1－mgh2PPT：课本图7.4-2我们接着来计算这个物体沿倾斜直线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

重力做的功：W G＝mglcosθ ＝mgh＝mgh1－mgh2PPT：课本图7.4-3我们最后来计算这个物体沿任意的曲线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

如何计算第三幅中重力所做的功呢？受第二个图的启发，我们可以把曲线分割成若干小段，当分得足够小的时候，我们就可以认为每一段都是直线，这样求出重力在每一段上所做的功，再把所有的功相加，即得在这个过程中，重力所做的功。

重力势能教学设计
教材分析:
本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，再分析重力做功与路径无关的特点，然后推导得出重力势能的表达式。

并总结出重力做功与重力势能变化之间的关系。

最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点。

学生分析：
高一学生抽象的逻辑思维能力一般，对事物的认知停留在表面上，所以在教学中需要借助图片视频等直观手段引入抽象的物理概念。

教学目标：
1.知识目标
（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。

（2）会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

（3）知道重力势能的相对性。

2.技能目标
（1）根据功能关系，推导出重力势能的表达式
（2）学会从功能关系上解释和分析物理现象。

3.情感目标
渗透从对生活中有关物理现象的解释，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，重力做功跟物体重力势能改变的关系。

教学难点：
重力做功跟物体重力势能改变的关系。

教具准备：
Ppt课件，课堂中的小物件（粉笔）。

重力势能一、教学目标1．知识目标：（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2．能力目标（1）据重力做功的特点，推导重力势能的表达式（2）从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象3．创新教育通过对位能的解释，能定性地解释有关势能的问题：如分子势能等4．德育目标注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养自然规律的兴趣。

二、教学过程与处理1．教材分析：本节课是机械能中很重要的一节课，是机械能中一个重要部分，也是学好机械能守恒定律的重要基础。

让学生明确势能的产生和变化与保守力做功的关系。

也是研究功能关系的重要方法。

通过对势能概念的讲解，使学生掌握研究势能的方法：即势能的变化和保守力做功有关。

2．学生分析：在初中时学生已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的解决重力势能。

学生们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，通过弹性做功来判断弹性势能的变化。

3．处理方法：这节课理论性很强，所以通过设置空白点来促进学生理解4．创新点、德育点、空白点（1）创新点通过重力势能的研究，学会势能的研究方法。

（2）德育点透过现象看本质。

（3）空白点由重力做功得出重力势能的变化重力势能的相对性重力势能变化的绝对性三、教具选择与使用目的1．教具：弹簧振子、课件2．目的：弹簧振子用来研究弹性势能；课件用来给出信息和总结结论。

四、教学过程1．课前准备制作课件、准备教具（先自己练几次）；让学生预习。

2．引导目标激情入境用课件放一段玻璃瓶自由落体摔碎的镜头。

提问：玻璃杯能摔碎，能量从何而来？（提出问题、引起思考、激发兴趣）3．创造条件主动参与让学生用自己的课本（不同质量）做如下试验1）同一课本从不同高度下落，下落到自己手上，感觉做功。

7.4重力势能学习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学习难点重力势能的系统性和相对性学习目标知识与技能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、了解弹性势能过程与方法1根据据功和能的关系，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现象3、通过实验，使学生掌握科学的研究方法一一控制变量法；培养学生的实际操作能力4、通过对结果的分析，培养学生发散性思维，及分析、推理、归纳的能力情感态度与价值观1通过对实验操作、观察、讨论，以及得出本节课物理知识的过程和方法，激发学生探索的兴趣和热爱科学的精神2、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预习案先通读教材，熟悉本节课的基本概念和基本规律，完成“知识准备”、“教材助读”的问题。

（独立完成，限时10分钟）•知识回顾1在物理学中做功的快慢用—功率_表示。

功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率，公式P=W/t 。

2、功率的单位：在国际单位制中功率的单位是瓦特 _，另外常用单位还有—千瓦 _。

3、功率也可以用力和速度来表示，作用力方向与速度方向相同时，P= Fv _____ ，F恒定时，v是平均速度时，功率P指的是—平均功率 _，若v是瞬时速度，则功率P指的是瞬时功率_______________ 。

•新课预习1重力做功（1）物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做 _负_功，物体下降时，重力做正功。

（2）物体运动时，重力对它做的功只跟—物体 _和_地球_的位置有关，而跟物体运动的—路径_ 无关，可见物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积“ mgh，是一个具有特殊意义的物理量。

2、重力势能（1）物体的重力势能等于它所受—重力 _与所处的高度__________ 的乘积，表达式：_E=mgh __________ ，单位：____ 焦耳 ___ 。

高中物理《重力势能》学案7 新人教版必修2【学习目标】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、【自主学习】一、重力做的功探究：推导图A、B种情况下重力做的功1、物体竖直向下运动，高度从h1降为h22、物体沿倾斜直线向下运动，高度从h1降为h23、猜想C图、物体沿任意路径向下运动，高度从h1降为h2二、重力做功的特点：【当堂练习1】小孩以不同的路径从某一高度回到地面，重力对小孩做功大小有什么关系？为什么？二、重力势能1、定义：2、定义式：3、单位：4、公式中h指5、重力势能是标量，只有大小没有方向，重力势能的正负表示注意：重力势能具有相对性（相对于不同的参考平面重力势能的大小不同），确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。

【当堂练习2】如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（）A、mghB、mgHC、mg(h+H)D、-mghA ：16楼B ：3楼三、重力做功与重力势能的改变1、实例探究设置情景：一只花盆从16楼窗台落地，已知：m=2kg，h=50m，h1=10m，g=10m/s2 根据给出数据计算填表。

根据给出数据计算填表参考平面地面16楼3楼花盆在窗台上Ep1花盆落地Ep2势能的变化Ep2-Ep1重力做的功WG =mgh讨论探究：从表格中能总结出什么规律？① 重力势能与零势面选取有关吗？② 物体在某两点间重力势能的改变与零势面选取有关吗？（指出改变量是末状态量减去初状态量）③ 物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功有关吗？2、重力势能变化的特点：重力势能的变化具有绝对性，与零势能面的选取无关。

重力势能的变化与重力做功的关系：WG= 29所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A、沿轨道1滑下重力势能变化多B、沿轨道2滑下重力势能变化多C、沿轨道3滑下重力势能变化多D、沿三条轨道滑下重力势能变化一样多2、物体1的重力势能Ep1=3J，物体2 的重力势能Ep2=－3J，则（）A、 Ep1= Ep2B、 Ep1＞Ep2C、 Ep1＜Ep2D、无法判断3、将两个质量相同的物体，从同一高度开始运动，甲做自由落体运动，乙做竖直上抛运动，则从抛出到落到水平地面的过程中（）A、乙物体重力做的功比甲物体重力做的功多B、两个物体重力做的功相等C、两个物体落地时重力做功的功率相等D、两个物体重力势能的减小量相等4、下列说法中正确的是（）A、物体克服重力做功，物体的重力势能增加B、物体克服重力做功，物体的重力势能减少C、重力对物体做正功，物体的重力势能增加D、重力对物体做负功，物体的重力势能减少5、物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（）A、物体的重力势能一定为50JB、物体的重力势能一定增加50JC、物体的重力势能一定减少50JD、物体的重力势能可能不变6、井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体，若以地面为参考平面，则物体的重力势能有多大？若以井底面为参考平面，则物体的重力势能又有多大？7、质量为5kg的钢球，从离地15m高处自由下落1s，（1）其重力势能变为多大？（2）重力势能变化了多少？（g取10m/s2，取地面为参考平面）8、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。

重力势能*学习目标1、认识重力做功与路径无关的特点2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算3、理解重力做功与重力势能的变化的关系4、知道重力势能具有相对性5、知道重力势能是物体和地球系统所共有的一、课前预习自主探究1、势能的概念：。

2、力做功的表达式：。

重力做功的特点：。

3、重力势能的概念：，重力势能的表达式：Ep= 。

4、重力势能是量（填“标”、“矢”），有无；单位：。

5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将 ________。

（填“减小”、“增加”）6、物体的重力势能总是相对某个参考平面来说的，我们规定这个参考平面的重力势能为__________，参考平面选取不同，重力势能的数值就。

但重力势能的变化量ΔEp却与参考面的选择 _______关。

7、重力势能是这个系统共有的。

二、课堂互动、共同提高1、重力做功是否与路径有关？----求下列几种情况下重力的功(小组合作探究）①如图，一个质量为m的物体，从高度是h1位置，竖直向下运动到高度为h2的位置。

②如图，质量为m的物体从高度是h1的A点，沿着长为l(与竖直方向夹角为θ)倾斜的直线AB向下运动到高度为h2的B点。

③如图，质量为m的物体从高度是h1处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点。

2、重力势能的表达式E P=3、重力势能的相对性选择不同的参考平面，重力势能的数值是不同的，比如在一幢房子里，分别选择地面和二楼楼板为参考平面，A点高度不同，A点的物体具有的重力势能也就不同，选择二楼楼板为参考平面，物体在A点的重力势能为正值，而在B点却为负值，请回答以下问题。

⑴重力势能的正负表示__________（大小、方向、效果）⑵某位置重力势能为正表示⑶某位置重力势能为负表示⑷重力势能是相对的，但选择不同的参考平面，重力势能的差值（变、不变）⑸在有关重力势能的研究中，重力势能和重力势能的差值谁更有意义？4、重力做功和重力势能的变化有什么关系？（请列出具体式子）（1）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向下运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?（2）起重机吊着质量为m的物体沿着竖直方向向上运动h高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?例1：如图，质量m = 0.5kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s²)参考面小球在A处的重力势能（J）小球在B处的重力势能（J）整个过程中重力做功(J)整个过程中重力势能变化量(J)桌面地面请做题时认真思考参考平面的选择与重力势能的关系、重力势能的正负意义、重力做功与重力势能变化的关系例2：如图所示，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。

高中物理人教版必修27.4重力势能教学设计知识与技能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．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解释和分析物理形象．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Powerpoint设计整个教学流程请同学们观看视频。

从视频可以看出，举高的重物有能量，这种能叫做重力势能，初中学习我们知道：物体的重力势能，与它的质量和高度有关，它的质量越大，所处的位置越高，重力势能就越大，它们满足什么定量关系呢？这就是我们这节课要重点研究的问题。

（板书）通过刚才的视频，我们可以看出：重物下落时，重力势能减小，重力做正功；重物被举高时，重力势能增加，重力做负功，可见，重力势能的变化总伴随着重力做功，因此，认识重力势能，应先研究重力做功。

新课教学一、重力做功请看第一种情况，重力做多少功；板书第二种情况计算重力做的功。

假设所说“倾斜的直线”是个斜面，斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？以上两种情况，你有什么发现？（运动的路径不同，高度的变化一样，重力做的功也一样）如果物体沿任意路径运动，重力做的功又是多少？如何计算重力做的功？说说你的解决思路和方法。

通过以上分析，我们可以得到什么结论？（重力做功特点）板书二、重力势能重力做的功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。

做功必伴随能量的变化：这个差值是否体现某种能量的变化？看起来，物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积mgh是一个具有特殊意义的物理量。

mgh一方面与重力做功密切相关，另一方面它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，物理学上，我们把物理量mgh叫做物体的重力势能。