高中物理必修二教案-7.4重力势能16-人教版

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）。

人教版高中物-理必修二7.4重力势能教案一、教学目标认识重力做功与路径无关；理解重力势能的概念会进行相关的计算；理解重力做功与重力势能的变化关系；知道重力势能具有相对性；知道重力势能是物体和地球系统所共有的。

教具准备投影仪、多媒体课件二、教学过程（一）新课引入师：同学们我们来看一则新闻（PPT）所示新闻讲得的是高空中的鸡蛋落下的威力。

师：同学们一个鸡蛋从高楼落下为什么威力这么大呢？生：因为在高空中鸡蛋所具有的能量大（二）新课教学师：同学们今天我们学习第4节重力势能，请同学们欣赏PPt上的3幅图片，你们观察到了那些物理知识呢？生：第一幅是黄果树瀑布，水从高处流下重力势能在发生改变，第2幅是房屋顶距离地面有一定的高度故有势能，最后一幅是雪崩从高处滚下，在高处也有势能。

师：同学们答得很好，分析的很好，分析得也很到位，哪我们来看到这个模型，重力做功如何：重力做功：cos 0G W mgh mgh==师：同学们哪如果不是沿竖直方向，而是沿斜面方向，重力做功又如何呢？如下图所示：重力做功：cos G W mgh mghθ==师：同学们通过上述两种情况分析，你们得出什么样的结论呢？生：重力做的功相同，重力做功只与竖直高度有关？师：同学们总结很好，那我们在来看PPt上的这个重力做功。

123...nW mg h mg h mg h mg h mgh=∆+∆+∆++∆=很容易得到：重力做功与路径无关，只与高度有关。

师：同学们来看到PPT上，物体从A落到B的过程中重力做功的分析情况：重力做功：12cos 0()G W mg h mg h mg h h =∆=∆=-重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关2.重力势能师：在重力做功情况分析中mgh 具有特殊的意义，我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能。

P E mgh=●重力势能是标量●单位：焦耳J3.关系师：我们知道重力势能和重力做功的表达式非常相似他们之间的关系是什么？1212G G p p W mgh mgh W E E =-=-1物体由高处下落，重力做正功，重力势能减小，G pW E =∆2物体有低处上升，重力做负功，重力势能增加，G p W E =-∆师：同学们我们来做几道题看看4.重力势能的相对性师：如图所示高度h=8844.43m 是相对于谁呢？重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫做参考平面。

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。

第四节重力势能一、教材分析重力势能是机械能守恒定律的知识基础，是本章的一个重要知识点.同时在高中物理学习中，学生还会遇到的势能有电势能，分子势能等，重力势能的学习对以后相关概念的了解至关重要。

本节涉及了功能关系，加深了学生对做功的理解，为下节学习奠定了良好的基础，有重要的承上启下的作用。

二、学情分析学生在初中物理学习中已经知道,重力势能的大小跟物体的质量有关, 跟物体所处的高度有关。

但却不知道重力势能与这些因素之间的定量关系。

这节课让学生对重力势能从定性认识上升到定量的认识。

前面已经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。

三、教学目标知识与技能(1)理解重力势能的定义及定义式。

（2）知道重力势能具有相对性, 知道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,知道重力做功与运动路径无关。

过程与方法(1)体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法。

（2）通过实验探究，体会“控制变量法”在实验中的应用。

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。

四、教学重难点重点：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、重力做功与重力势能变化的关系。

五、教学方法教法：实验探究法、演绎推理法、设疑法、讲授法等。

学法：交流合作式学习、自主学习、分析归纳式学习等方法。

六、教学过程（一）、创设情境、激趣导入利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。

前两天我看到一个非常有意思的视频，来和大家分享一下。

播放视频：举重问题：为什么放在地面上的杠铃没有将地面击穿，而举起的杠铃会将地面击穿？学生：因为举起的杠铃具有了能量。

下落过程中就会将这些能量释放出来。

引出重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量。

今天老师就带领大家你学习重力势能。

74 重力势能 〖精讲精析〗〖知识精讲〗知识点1重力做功的特点（1）物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的 运动路径无关。

（2）重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。

W G =mgh=mg （h 1-h 2）=mgh 1-mgh 2〖例1〗如图所示，两个轨道均光滑，它们高度相同，让质量均为m 的两个物体分别沿轨道由静止从顶端运动到底端，求：两个物体在运动过程中重力所做的功？〖思路分析〗重力做功与路径无关，由功的定义知，重力对两个物体均做正功，所做的功都是W=mgh〖答案〗W=mgh〖总结〗重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。

物体从高处运动到 到低处重力做正功。

〖变式训练〗如图所示，质量为m 物体分别从倾角为α和β两个光滑斜面上滑下，两斜面的高度均为h ，则下列叙述中正确的是： A 、物体滑到斜面底端的速度相同。

B 、物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率相同。

C 、物体滑到斜面底端时重力所做的功相同。

D 、物体滑到斜面底端时速率相同。

知识点2：重力势能（1）重力势能：我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能，常用E P 表示，即E P = mgh 上式表明物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。

（2）重力势能具有相对性。

重力势能的数字表达式E P = mgh 是与参考平面的选择有关的，式中的h 是物体重心到参考平面高度。

当物体在参考平面之上时，重力势能E P 为正值；当物体在参考平面以上时，重力势能E P为负值。

注意物体重力势能的正负的物理意义是表示比零势能大还是小。

（物体在参考平面上时重力势能为零）（3）重力势能的参考平面的选取是任意的。

视处理物体的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考点。

（4）重力势能的变化是绝对的。

物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的。

我们关注的是重力势能的变化，这意味着能的转化问题。

5.4重力势能学习目标: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. 理知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。

4. 了解势能及弹性势能的概念。

学习重点: 1. 重力势能2. 重力势能的变化和重力做功的关系学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系主要内容:一、重力势能E P1．定义：通俗地说，物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号E p表示，物体的质量越大，离地越高，重力势能就越大。

2．定义式：E P=mgh，即物体的重力势能E p等于物体的重量mg和它的高度h的乘积。

3．单位：在国际单位制中是焦耳(J)。

4．重力势能是状态量。

5．重力势能是标量，即只有大小，没有方向。

6．重力势能的相对性要确定重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面(高度为零，重力势能为零的一个水平面)。

相对于不同的参考平面，在确定位置上的物体的重力势能有不同的值，这就是重力势能的相对性。

例如：水平桌面离水平地面的高度为H，一小球在水平桌面上方h高处，选水平桌面为参考平面时，小球的重力势能为mgh；若选地面为参考平面，小球的重力势能就是mg(H+h)。

选择哪个平面做参考平面，原则上是任意的，而不是硬性规定的，因此重力势能虽是标量但却有正负之分。

比如：物体在参考平面以上h高处，其重力势能为E P=mgh；当该物体在参考平面以下h低处，其重力势能就是-mgh，重力势能的正负可表示大小，比如对同一个参考平面，重力势能有一2 J和一3 J两个值，比较其大小有一2 J>一3 J。

实际问题中选择哪个水平面作为参考平面?可视研究问题的方便而定．通常(没有特别说明时)选择地面作为参考平面。

7．重力势能是属于系统的如果没有地球，就没有重力，也就谈不上重力势能了，所以重力势能是属于物体与地球所组成的系统所有的。

(重力势能的这个特点与动能不同，动能是运动物体单独具有的)通常我们说物体具有多少重力势能，只是一种简略的习惯说法(严格地说应是，某物体与地球这一系统具有多少重力势能)。

必修二第7章第4节《重力势能》教案一、教材分析《重力势能》是人教版高中物理必修二第7章《机械能守恒定律》第4节课的教学内容，这节课通过分析重力做功的特点，推导得出了重力势能的表达式，并进一步讨论重力势能具有相对性及重力势能是物体与地球系统所共有；是后面学习机械能守恒定律的基础。

二、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．2．能力目标：用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程．3．情感、态度和价值观目标：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．三、教学重点难点重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．难点：重力势能的系统性和相对性．四、学情分析五、教学方法1．实验探究：物体的势能和哪些因素有关。

2．学案导学：见后面的学案。

六、课前准备1．学生的学习准备：预习重力势能一节2．教师的教学准备：多媒体课件制作，制作学案3．教学环境的设计和布置：教室七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师提出问题：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?学生回答：重锤具有重力势能.教师继续提问：那么什么是重力势能?学生回答：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.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.在实验一中，铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大.在实验二中，质量大的铁球落在沙子中的深度大.教师：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，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?设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

《重力势能》教学设计一、教学理念高中物理课程的教育目标是提高全体高中学生的科学素养,从教学目标与核心素养：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任,为学生的终身发展、使其今后能应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。

在教学上要注意强调从生活走进物理，从物理走向社会，将物理与生活实际联系起来；也要强调知识的构建过程，注重培养物理实验、科学探究、分析总结能力等；更要强调基础知识的学习，注重物理学核心概念的建立。

二、教材分析《重力势能》是人教版必修第二册第七章第4节的内容，教材本章在第1、2节介绍了能量与功的知识，未提及能量与功之间的关系。

本章主要学习能量、功还有能量之间的转化关系的有关知识。

而本节是安排在能量、功、功率之后，弹性势能之前，可以让学生先了解能量以及功的基本概念，这样有利于学生们学习重力势能，以及探究学习重力做功与重力势能之间的关系，同时也为后续学生们学习弹性势能、动能、能量转化、机械能守恒等知识奠定基础。

本节课主要学习重力势能的概念以及表达式，重力做功的特点，重力势能与重力做功的关系，还有零势能面的选取。

三、学情分析本节课的授课对象是高中一年级的学生，经过初中两年的物理学习，他们在物理上都有一定的物理知识基础，同时，也有一定的观察探究能力、归纳分析能力。

在初中阶段，学生已初步学习了重力势能的概念。

但是未涉及到重力势能的表达式，也未将重力势能与做功联系起来分析学习。

本节课就是从重力做功出发，结合重力势能的表达式，探究得出重力做功与重力势能的关系，让学生们进一步学习了解功能的关系。

对于本节课的学习，对于学生来说，较为难以理解的是利用无限分割法求取曲线运动重力做功的大小，学生前面只学习了如何求取直线运动过程中做功的大小，而对于曲线运动做功的大小未有接触。

四、教学目标与核心素养1、物理观念掌握重力做功的特点，理解重力势能的概念，知道重力势能的变化与做功的关系。

2、科学思维通过理论探究的过程，提升归纳总结的能力，体会用“理论推导”研究问题，学会无限分割的物理思维求取曲线运动重力做功的方法。