人教 高一物理 全册导学案--7-21机械能守恒定律--重力势能

4 重力势能［学习目标］ 1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行有关计算.3。

理解重力做功与重力势能变化的关系。

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所组成的系统所共有的.一、重力做的功1.重力做功的表达式:W G＝mgh，h指初位置与末位置的高度差.2。

重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。

二、重力势能1。

重力势能(1）定义:物体由于被举高而具有的能.(2)公式：E p＝mgh，式中h是物体重心到参考平面的高度.(3）单位：焦耳；符号:J.2。

重力做功与重力势能之间的关系：W G＝E p1－E p2.三、重力势能的相对性和系统性1。

相对性:E p＝mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度。

参考平面选择不同，则物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同。

2。

系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平时所说的“物体"的重力势能只是一种简化说法。

[即学即用］1.判断下列说法的正误.（1)重力做功与物体沿直线或曲线有关.(×）(2)物体只要运动，其重力一定做功。

（×)（3）同一物体在不同位置的重力势能分别为E p1＝3 J，E p2＝－10 J，则E p1<E p2.(×）（4）物体由高处到低处，重力一定做正功，重力势能一定减少。

（√）(5)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.(√)2. 质量为m的物体从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，在此过程中,重力对物体做功为________,重力势能________(填“减少”或“增加”)了________.图1答案mg(H＋h）减少mg（H＋h)一、重力做功[导学探究] 如图2所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：图2(1）根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功；（2)求出丙中重力做的功；(3)重力做功有什么特点？答案（1）甲中W G＝mgh＝mgh1－mgh2乙中W G′＝mgl cos θ＝mgh＝mgh1－mgh2(2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看做一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2…，则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2…。

高中物理《重力势能》导学案新人教版必修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。

学习探究★自主学习一、重力做功的特点：重力做功与_________________ 无关，只取决于__________________。

二、重力势能（1）重力势能是指____________________，表达式____________。

（2）重力势能的相对性：重力势能与__________________的选取有关。

但重力势能的改变与此_______ 。

（3）重力势能的系统性：属于_______________和________________组成的系统。

（4）重力势能的改变与重力做功的关系：表达式_____________。

重力做正功时，重力势能____________；重力做负功，重力势能__________。

★新知探究一、重力做功的特点1、分析比较课本P10图7、4-1、7、4-2、7、4-3中各种不同情况下重力所做的功与物体下落高度的关系。

2、由上述分析我们能得到什么结论？用表达式的形式如何描述?二、重力势能1、重力势能是依据什么引进来的？与哪些因素有关？2、什么是重力势能？公式是什么？3、重力做功与重力势能之间有何关系？三、重力势能的相对性与系统性1、为什么说重力势能具有相对性？2、什么是参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？3、选择不同的参考面，对哪些物理量有影响？有何影响？对哪些物理量没有影响？4、为何说势能是系统所共有的？★例题精析【例题】质量为3㎏的物体放在高4m的平台上，取平台为零势能面，求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？(4)若取地面为零势能面，物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？（g 取10m/s2）解析：【训练】水平地面上有一张高1m的桌子，现以桌面为零势能参考面，从桌面以上2m处，让一质量为2kg的物体自由下落，一直落到地面，求：（1）物体到达地面过程中重力势能的变化。

机械能守恒定律一、学习目标1．知道机械能的各种形式，能够分析动能与势能（包括弹性势能）之间的相互转化问题。

2．能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律。

3．会判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。

4．能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件。

二、重点、难点重点：质点的概念。

难点：质点的判断。

三、学习方法自主探究、交流讨论、自主归纳四、学习过程思考题一：如图所示，一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度为h2的B点时速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。

思考题二：如图所示，一个质量为m的物体做平抛运动，经过高度为h1的A点时速度为v１，经过高度为h2的B点时速度为v2，写出物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这两个机械能之间的关系。

思考题三：一个物体以初速度v1从光滑斜面顶端A开始下滑，斜面高h1，当它下滑到离水平面高h2时的B点速度为v2，写出物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这两个机械能之间的关系。

讨论：1．位置A、B时的机械能的表达式存在什么关系？2．上述三种运动有什么相同和不同之处？3．通过上面三个例子，你认为要使在位置A、B时的机械能的表达式成立的条件是什么？五、随堂检测1．分析下列实例中机械能是否守恒：①光滑水平面上运动的小球去压缩弹簧直至弹簧被压缩到最短的过程。

②姚明投出的篮球在空中的运动过程（空气阻力不计）。

③拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。

④跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落。

2．把一个小球用缰绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ，小球运动到最低位置时的速度是多大？六、课后练习与提高1．物体在平衡力作用下的运动中，物体的机械能、动能、重力势能有可能发生的是（）A．机械能不变，动能不变B．动能不变，重力势能可变化C．动能不变，重力势能一定变化D．若重力势能变化，则机械能变化2．质量为m的小球，从桌面上竖直抛出，桌面离地高为h，小球能到达的离地面高度为H，若以桌面为零势能参考平面，不计空气阻力，则小球落地时的机械能为（）A．mgh B．mgh C．mg（H＋h）D．mg（H-h）3．如图所示，固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球，线长为L，小车以速度v0做匀速直线运动，当小车突然碰到障障碍物而停止运动时，小球上升的高度的可能值是（）A．等于20 2v gB．小于20 2v gC．大于20 2v gD．等于2L4．如图所示，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短。

4．重力势能教材的地位和作用：《重力势能》这节课的内容在整个章节中既是重点，又是难点。

新课标教材从重力的功以及与重力做功和重力势能变化的关系引入重力势能这一概念，一方面顺承前节“功”的概念的应用，另一方面促使功是能量转化的量度这一思想的生成，顺理成章，水到渠成。

学情分析：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。

教学目标：知识与技能目标：1．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。

2．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。

3．知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性,势能是系统共有的。

4．理解重力功是物体重力势能变化的量度。

过程与方法目标：1．经历发散思维和理论探究归纳能力2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法情感态度与价值观目标：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。

教学重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

教学难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。

教学环境与准备：电教室天士博教学课件导学案教学过程：1、导入新课教师活动：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。

（展示第二组图片：）左边这幅图是俄罗斯“和平号”空间站坠落时燃烧时的图片，中间这幅是打桩机的重锤从高处落下能把水泥打进地里，右面这幅图中水力发电站为什么要修那么高的大坝？切身的例子，如果在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和5Kg的铅球，你的感觉有何不同？估计同学们的心里肯定有了一个大大的疑问，为什么会有以上现象发生呢？其实这和一个物理量有关，“一个地球上的物体和高度有关的物理：重力势能”。

8.4《机械能守恒定律》导学案【学习目标】1.领会能量转化、变中有恒的思想。

1．能说出机械能的概念，知道物体的动能和势能可以相互转化。

2．能说出机械能守恒定律的内容。

3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并根据机械能守恒定律列方程求解。

【学习过程】一、追寻守恒量探究：对伽利略到理想斜面实验的理解问题一：通过对实验的观察和分析，判断小球能否达到同一高度？问题二：如果斜面B比斜面A陡些或缓些，小球总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面低端的竖直高度与它出发时的高度相同吗？问题三：通过实验，可推断出此过程的守恒量是什么？二、动能与势能的相互转化（一）动能和势能的转化规律1、观看视频，感受能量之间的转化。

2、定性分析以下运动中的动能和势能的转化情况。

（1）摆动的小球。

（填写最大或最小）A（C）点：动能，势能；B点：动能，势能；（填写最大或最小）A点到O点：动能，势能，能转化为能OO点到C点：动能，势能，能转化为能（2）弹簧和滑块的运动A（B）点：动能，势能；O点：动能，势能；A点到O点：动能，势能，能转化为能O点到B点：动能，势能，能转化为能3、机械能的定义：物理学中，我们把动能和重力势能和弹性势能的总和叫做能。

（二）机械能守恒定律1、问题：动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系，遵守什么规律呢？（1）猜想：观看实验慢动作，提出你的猜想：①摆动的小球：我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，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。

思考1：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?你能得到什么样的猜想呢？猜想：在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，总和不变．②弹簧和滑块思考2：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何? 你能得到什么样的猜想呢？实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，总和应该不变。

重力势能一、学习目标1．通过实例分析学会表述重力势能的概念并用重力势能的定义式进行计算。

2．通过实例分析知道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．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。

二、重点、难点重点：重力势能的概念。

难点：重力势能的相对性。

三、学习方法自主探究、交流讨论、自主归纳四、自主学习（一）重力的功与重力做功有关的因素：重力的大小和下落的高度大小与物体的路径无关。

（二）重力势能物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积。

（三）重力势能的相对性1．重力势能与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。

2．势能是系统所共有的。

五、随堂检测1．当重力做负功时（）A．重力势能一定增加B．重力势能一定减少C．物体速度可能增大D．物体速度可能减小2．当重力对物体做正功时，物体的（）A．重力势能一定减少，动能一定增加B．重力势能一定增加，动能一定减少C．重力势能一定减少，动能不一定增加D．重力势能不一定减少，动能也不一定增加3．下列关于重力势能的说法，正确的是（）A．重力势能只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C．重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负D．重力势能的变化量等于重力对物体做的功4．关于重力势能的几种理解，正确的是（）A．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六、课后练习与提高1．质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（）A．物体重力做的功为mghB．物体的动能增加了mghC．物体重力势能减少了mghD．物体克服阻力所做的功为mgh/52．质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深为h的坑，如图所示，在此过程中（）A．重力对物体做功mgHB．物体重力势能减少mg（H+h）C．合力对物体做的总功为零D．地面对物体的平均阻力为mgH/h3．在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一个物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧直至速度减为零时（）A．物体的重力势能最大B．物体的动能最大C．弹簧的弹性势能最大D．弹簧的弹性势能最小4．在排球比赛中，某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8m的高度扣向对方的场地内。

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 ___ 。

高一物理重力势能教案（5篇）教案是教师教学过程中必不可少的指导工具，能够提升教学质量和效果。

下面是小编为大家整理的高一物理重力势能教案，如果大家喜欢可以分享给身边的朋友。

高一物理重力势能教案（精选篇1）设计思路《重力势能》一节新教材与旧教材相比有很大变化。

教材首先从重力做功开始，讨论物体竖直向下运动、沿倾斜直线向下运动、以至物体沿任意路径向下运动几种情况的重力做功，利用极限思想，严格证明了重力对物体做功与路径无关。

分析“mgh”是一个具有特殊意义的物理量，来定义重力势能。

然后再分析重力势能的变化和重力做功的关系，再讲重力势能的相对性和系统性。

这样将重力势能的讲法准确了，也加深了，思路比较清晰。

本节课内容既是重点又是难点，学生在一节课内不容易全面理解和掌握，教学中不宜追求多而全，可以在后续课程中逐渐理解与加深。

教学过程中可以多举身边的实际例子，由简单的现象如自由落体等进行分析，便于得出结论，学生也容易接受。

教法上教师应充分调动学生的思维，使学生始终处于学习的主体，激发探究意识和学习的积极性。

教学目标1、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和系统性。

2、过程与方法（1）根据已有的知识，利用极限的思想证明重力做功与路径无关；（2）根据功和能的关系，推导重力势能的表达式。

使学生体会知识建立的方法。

3、情感态度与价值观：从对生活中有关的物理现象观察、对已有知识的掌握得到物理结论，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。

教学重点：重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。

教学难点：重力势能的变化和重力做功的关系，重力势能的相对性和系统性。

教学内容：第四节重力势能（一）引入新课问题1：水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么来发电的呢？高处的石头欲落下，你为什么害怕，急于要躲开呢？（物体由于被举高而具有重力势能。

高中物理 7.4重力势能导学案新人教版必修1、认识重力做功与路径无关这一特点。

2、理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式进行计算。

3、理解重力做功和重力势能变化的关系4、知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。

学习重点：1、重力势能的理解和计算。

2、重力做功和重力势能变化的关系学习难点：对公式=Δ即重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将 ________。

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。

合作探究一、重力做功的特点：求下列三种情况下重力的功(小组合作探究)（1）物体竖直向下运动，高度从降为（2）物体沿倾斜直线向下运动，高度从降为（3）物体沿任意路径向下运动，高度从降为 _____________ ________________ ________________结论：312Ah【课堂检测1】如图所示，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滑下重力做功多B、B、沿轨道2滑下重力做功多C、沿轨道3滑下重力做功多D、沿三条轨道滑下重力做的功一样多二、重力势能的大小：从上面重力做功的结果，mgh是一个很有物理意义的量。

（1） mgh与重力做功密切相关，重力的功等于初末两个位置mgh的差值（2）若将mgh视为一个物理量，则它既与质量m有关，又与高度h有关（3） mgh的单位是焦耳，与能量的单位相同结论：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。

=mgh三、重力做功与重力势能的变化的关系：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的物向下运动，高度从降为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? 结论：【课堂检测2】质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？（g取10m/s2）四、重力势能的相对性（小组讨论）1、重力势能的相对性如何理解？2、如何认识重力势能的正负？【课堂检测3】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/s)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)桌面地面五、重力势能是物体与地球这个“系统”所共有的我们知道，物体重力势能的变化是重力作功的结果，而重力是地球和物体之间的吸引力。

第4节重力势能B区高一物理尚瑞群2019.2.271．知道重力做功与路径无关。

2．理解重力势能的定义及表达式，会用表达式进行计算。

3．理解重力势能的变化和重力做功的关系。

4．知道重力势能的相对性、绝对性和系统性。

[读教材·填要点]1．重力做的功(1)特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的和的位置有关，而跟物体运动的无关。

(2)表达式：W G＝＝。

其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。

2．重力势能(1)特点：与物体相对地球的有关。

(2)大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为：E p＝。

(3)单位：，与功的单位相同。

(4)重力做的功与重力势能的关系：W G＝。

3．重力势能的相对性和系统性(1)相对性：重力势能总是相对选定的而言的。

(该平面常称为零势能面)(2)标矢性：重力势能为，只有大小没有方向，但有正负，其正负表示与参考平面上物体势能的相对大小。

物体在参考平面上方时，重力势能为值，在参考平面下方时，重力势能为值。

(3)系统性：重力势能是与所组成的物体系统所共有的。

[试身手·夯基础]1．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面，向上拉同一物体到顶端，下列说法中正确的是()A．沿长度大的斜面上升克服重力做的功多B．沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少D．上述几种情况克服重力做的功同样多2．关于重力势能，下列说法中正确的是()A．重力势能的大小只由物体本身决定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．重力势能是物体和地球所共有的3．如图7－4－1所示质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出，桌面比地面高h，物体到达的最高点距桌面高为H，若以桌面为参考面，则物体落地时的重力势能E p和整个过程中重力所做的功为()WA．0mgH B．－mgh mghC．－mgh mg(h＋H) D．mgH mg(h＋2H)1．重力势能具有相对性重力势能的表达式E p＝mgh中的h是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零。