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重力势能
各位评委大家好
今天我要说课的题目是《重力势能》，以下我将从教材分析、教法、学法和教学过程四大方面来说一说我对本节内容的
理解和预设。下面先来说教材
一、说教材（板书）
（一）教材的地位和作用
本节知识点是人教版高一物理第七章第四节的内容，重力势能是学生日常生活中很常见的一种能量，它与重力做功紧密联系，加深了学生对做功的理解，并且重力做功与重力势能的变化之间的关系是本章“机械能守恒定律”的必备知识，本节的讲解思路也为学生学习电势能、分子势能打下坚实的，基础因此这一部分的内容具有重要的承上启下的作用。
2?学情分析：1、从认知上看，高一学生由感性认知向理性认知过渡；2、从思维上看，学生由形象思维向理性思维过渡。由于初中学过关于重力势能的介绍。因此本节的主要任务是完成由感性认识到理性认识，由定性认识到定量计算的
转化。
基于我对教材的理解和分析，按照新课程标准，又结合高一年级学生的认知特点，我制定了以下三维教学目标：
3?教学目标：
1、知识与技能
（1）理解重力势能的概念，学生能用计算式计算物体的重力势能。
（2 ）理解重力做功与重力势能的变化之间的关系，知道重力做功与路径无关。
（3）知道重力势能具有相对性。
2、过程与方法
（1）根据共和能的关系，推岀重力势能表达式
（2 ）通过实验，学生能够掌握科学研究方法----控制变量法
（3）通过对结果分析，培养学生的发散思维。
3、情感态度与价值观
通过对实验的操作、观察、讨论，激发学生探索科学的兴趣。
为了有效的达成以上教学目标，我确定了以下教学重点和难点：
4.教学重点难点
重点：重力势能的概念及重力做功与重力势能变化之间的关系。
难点：1、重力做功与重力势能的变化间的关系
2、重力势能的系统性和相对性。
为了突岀重点，突破难点，同时结合新课程以教师为主导作用与学生主体作用相统一的教学理念，我确立了本课
的教法和学法。
二、说教法
本节课的教学方法采用：设疑法、理论探究法、讲授法、例举法。
三、说学法（板书）
在学法指导上主要采取自主学习、交流合作式学习、分析归纳式学习等方法。
在教学过程中这些教法和学法将会得到体现。最后我重点来谈谈这一堂课的教学过程：
四、说教学过程（板书）
（一）【导入新课】
投影多媒体图片：利用生活常见事例，比如屋檐上一块摇摇欲坠的瓦片，常使行人惊心。（意图：创设问题情景，激发学生兴趣。）
引岀重力势能的定义：物体由于被举高而具有重力势能。物体的高度发生变化时，重力要做功，因而认识重力势能要对重力做功进行研究。
（二）【推进新课】本版块我分为四个环节层层推进。
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【第一环节】探究重力的功
为了弄清这个问题，我创设情境，弓I导学生计算下列三种情况下重力做的功
1.小球自由下落（图）
2.小球沿倾斜直线下落（图）
3.小球沿曲线下落（图）
学生比较计算结果，讨论重力做到功，最终得岀结论：
重力对物体所做的功与物体路径无关，只跟起点和终点的位置有关。
（设计意图：从具体情景入手，教师引导，学生自己推导，总结寻求重力做功的特点，培养学生的探究能力）
接下来我们探究重力势能的表达式？
【第二环节】探究重力势能
【步骤一】：定性探究：重力势能与那些因素有关
学生建立假设，设计实验，检验假设
实验1:用同体积的铁球和橡胶球从相同高度落下，观察落入橡皮泥的深度。
实验2:用同一小铁球从不同高度落下，观察落入橡皮泥的深度。
归纳总结：重力势能跟物体的质量和高度都有关系；物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。
（设计意图，通过实验，认识影响重力势能的因素，为重力势能的定量表示奠定基础，同时学生掌握了控制变量法的科学研究方法）
【步骤二】定量探究：怎么样定量地表示重力势能？
引导学生联想重力做功表达式：WG=mgh=mgh1-mgh2 由上面式子可以看出，式子右边正好是某个物理量的变化
值，在物理学中，我们用“mgh ”表示重力势能。
归纳总结：重力势能的定义式：E p=mgh （采用讲授法，指出mgh的特殊含义，重力势能的定义的提出也就水到渠成
了）
指出重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中都是焦耳J）。
【步骤三】设问：物体位置变化，重力做功，同时重力势能发生变化，那么重力做功与重力势能有什么关系呢？
小组讨论总结：W G= E PI-E P2
即：重力做功等于重力势能的变化
教师引导学生分两种情况讨论：
1.物体从高处运动到低处：重力做正功，势能减小量等于重力所做的功
2.物体从低处运动到高处：重力做负功，势能的增加量为物体客服重力所做的功
（设计意图：分两种情况讨论，学生能够更深刻的认识功与能的关系：做功过程就是能量变化的过程。从而也到达了本节重点的突破）
【第三环节】重力势能的相对性
设问：计算某物体在一定高度时的重力势能
（设计意图：学生岀现不同计算结果，展开讨论，引岀重力势能的相对性）
归纳总结：1.重力势能的相对性，与参考平面的选择有关，重力势能的差值与参考平面无关
2.重力势能有正负
【第四环节】势能是系统所共有的
设问：重力势能是谁的？
学生会想当然回答是物体m的
设问：如果没有地球，还有重力势能吗？
学生豁然开朗：原来重力势能是地球和物体组成的系统所共有的
（设计意图：设置问题，引发思维冲突，学生不断思考，讨论，加深对问题的认识，突破本节难点。激发学生对科学探
究的的兴趣。）
（三）【课堂小结】学生小结本课学习知识，一是检查上课内容的落实情况，另一方面便于建构本课知识体系，培养学生的归
纳概括能力。同时教师加以完善补充，形成板书如下
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板书设计
4.重力势能一、重力势能：
1.定义：
2.表达式：E p=mgh 标量J
3.重力做功与重力势能的关系：W G= E P1-E P2
1 r
与路径无关
4.重力势能具有相对性，系统性
（四）【作业布置】
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
课题： 普通高中物理必修2 第七章《机械能守恒定律》第四节 重力势能 年级：高一 科目：物理
7.4 重力势能教案 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 2.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理解和分析物理现象 3.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 教学过程： （一）引入新课： 展示图片：2012感动中国人物—最美妈妈吴菊萍、雪崩、陨石坑 共同点：物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量—重力势能。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出 什么是重力势能呢? 学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。质量越大。高度越高重力势能越大。 今天我们就来学习重力势能的相关知识。 （二）新课教学： 物体的高度发生变化时，重力要做功：物体下降时重力做正功，重力势能减少；物体被举高时重力做负功，重力势能增加。因此认识重力势能不应脱离对重力做功的研究。 一、重力做功 ①（问）如图7.4-1所示，设一个质量为m的物体，从高度是h1的位置，竖直向下运动到高度是h2的位置，这个过程中重力做的功多少？ （学生）答：W G＝mgh=mgh1－mgh2 ②（问）如图7.4-2所示，物体沿倾斜直线运动的距离是l，在这一过程中重力所做的功 （学生）答：W G＝mglcosθ= mgh=mgh1－mgh2 ③（思考）如图7.4-3所示，假设这个物体沿任一路径由高度h1的起点A，运动到高度是h2的重点B，这个过程中重力所做的功是多少？
《重力势能》教案理化生组：何吉炳
重力势能教学设计 理化生组：何吉炳 【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. 4.了解弹性势能. 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解释和分析物理形象. 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. 【重点难点】 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。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。 教师活动 学生活动 设计意图 一、视频引入，激发兴趣 雪崩 我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……。 为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力是因为它们具有潜在 视频引入，激发学生兴趣。 渗透：功 实例分析重力做功特点 通过实例探究W G =-ΔE P 总结提升 练习反馈 弹性势能初步了解 经历探究过程得出E P =mgh 结合生活理解E P =mgh 视频引入复习重力势能概念
能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。 我们初中的时候学过重力势能，那它是怎么定义的呢 定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。用E P 表示。 二、教学过程 （一）重力势能 ◆第一层次：探究E P =mgh ▲程序一：提出问题：重力势能的大小与什么因素有关 ▲程序二：建立假设 师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。 ▲程序三：检验假设 ①实验定性检验：观看视频 结论：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大； 质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。在物理学中我们用E P 来表示重力势能，那E P 具体是怎么计算的呢 ②理论定量推导 如图所示，小球做自由落体运动，由动能定理W G =mg ?h=mg (h 1－h 2)=mgh 1－mgh 2=22 1mv ; 功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化。重力做了多少功，就有多少重力势能发生了转化，重力势能等于动能即?E P =22 1mv ，所以 重力势能E P =mgh ▲程序四：得出结论：E P =mgh 即重力势能等于物体重力与高度的乘积。 有了重力势能的定量表示，重力做功W G =mgh 1 -mgh 2= Ep 1 - Ep 2 ◆第二层次：理解E P =mgh 主要采取讲授式 ①标矢性：标量 ②单位：焦耳（J ） ③相对性：E p 与参考平面（零势能面）的选择有关 ④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。 [相对性的教学] ? 2005年我国公布世界第一高峰--珠穆朗玛峰海拔高度的最新测量结果为米 ；某同学的身高. 问：他们分别以什么平面作为起始高度来计算的 师生讨论：确定高度需要零高度参考平面的必要性。 物体具有的重力势能mgh ，高度是相对的，所以重力势能也是相对的，计算重力势能之前需要先选定参考平面，参考平面的高度为零，重力势能也为零。 例： 如图，质量的小球，从桌面以上h1=的A 点落到地面的B 物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 高度有关；质量有关。 海平面；地面。 是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现。为下面实验定性检验作理论铺垫。 渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险
重力势能教案优秀教案 年月日
生：重力做功与路径无关． 师：既然重力做功与路径无关，那么它与什么因素有关呢? 生：与物体的初末位置有关． 师：具体的表达式是什么? 生：W G=mgh1一mgh2，其中h l和h2表示物体所处位置的高度． 师：很好，可见物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. [课堂训练] 1．沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是………………( ) 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. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D．上述几种情况重力做功同样多 2．将一物体由A移至B，重力做功………………………………………( ) A. 与运动过程中是否存在阻力有关 B．与物体沿直线或曲线运动有关 C. 与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D．与物体发生的位移有关 参考答案 1．D 解析：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只与重力方向上发生的位移有关，与物体运动所经过的路径，与物体的运动状态都没有关系 二、重力势能 [实验与探究] 探究影响小球势能大小的因素有哪些． 准备两个大小相同的小球：一个钢球、一个木球，再盛一盆细沙．如图。5.4—l 所示．在沙盆上方同一高度释放两个小球，钢球的质量大，在沙中陷得较深些．让钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在沙中陷得越深． 请同学们亲自做实验探究一下重力势能的大小与哪些因素有关． 师：下面大家阅读教材11～12页“重力势能”一段，回答下面几个问题． 学生阅读课文，可以把问题用多媒体投影到大屏幕上． 师：怎样定义物体的重力势能? 生：我们把物理量mgh叫做物体的重力势能． 师：为什么可以这样来进行定义? 生：这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化． 师：重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述? 生：E p=mgh，物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积． 师：重力势能是矢量还是标量?
重力势能教案优秀教 案
年月日
生2：曲线问题不容易解决，我们可以把这一条曲线看作由很多小的直线组成，这样把每小段直线上重力做的功合起来就是整个过程中重力做的总功． 师(表扬)：这个同学分析得非常好，根据这个同学的分析方法，第三个问题的答案应该是什么呢? 生：在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功相同．师：我们可以得到什么样的结论? 生：重力做功与路径无关． 师：既然重力做功与路径无关，那么它与什么因素有关呢? 生：与物体的初末位置有关． 师：具体的表达式是什么? 生：W G=mgh1一mgh2，其中h l和h2表示物体所处位置的高度． 师：很好，可见物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. [课堂训练] 1．沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是………………( ) 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. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D．上述几种情况重力做功同样多 2．将一物体由A移至B，重力做功………………………………………( ) A. 与运动过程中是否存在阻力有关 B．与物体沿直线或曲线运动有关 C. 与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D．与物体发生的位移有关 参考答案 1．D 解析：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只与重力方向上发生的位移有关，与物体运动所经过的路径，与物体的运动状态都没有关系 二、重力势能 [实验与探究] 探究影响小球势能大小的因素有哪些． 准备两个大小相同的小球：一个钢球、一个木球，再盛一盆细沙．如图。5.4—l所示．在沙盆上方同一高度释放两个小球，钢球的质量大，在沙中陷得较深些． 让钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在沙中陷得越深．
《重力势能》教案理化生组：何吉炳 重力势能教学设计
理化生组：何吉炳 【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. 4.了解弹性势能. 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解释和分析物理形象. 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. 【重点难点】 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。 难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。 教师活动 学生活动 设计意图 实例分析重力做功特点 通过实例探究W G =-ΔE P 总结提升 练习反馈 弹性势能初步了解 经历探究过程得出E P =mgh 结合生活理解E P =mgh 视频引入复习重力势能概念
一、视频引入，激发兴趣 雪崩 我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……。 为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力是因为它们具有潜在能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。 我们初中的时候学过重力势能，那它是怎么定义的呢 定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。用E P 表示。 二、教学过程 （一）重力势能 ◆第一层次：探究E P =mgh ▲程序一：提出问题：重力势能的大小与什么因素有关 ▲程序二：建立假设 师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。 ▲程序三：检验假设 ①实验定性检验：观看视频 结论：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大； 质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。在物理学中我们用E P 来表示重力势能，那E P 具体 是怎么计算的呢 ②理论定量推导 如图所示，小球做自由落体运动，由动能定 理W G =mg h=mg (h 1－h 2)=mgh 1－mgh 2=2 21mv ; 物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 高度有关；质量有关。 视频引入，激发学生兴趣。 渗透：功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现。为下面实验定性检验作理论铺垫。 渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险