高中物理人教版必修2重力势能教学设计
一、教学目标
【知识与技能】
理解重力势能的概念及重力做功与重力势能的关系;知道重力势能的相对性和势能是系统所共有的。
【过程与方法】
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”研究问题的方法。
【情感态度与价值观】
经历对生活中有关物理现象的观察，感受物理与生活的紧密联系，激发对自然规律的探索兴趣。
二、教学重难点
【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。
三、教学过程
环节一：导入新课
教师先创设一个情景：如果将石块置于脚边和高空，哪种情况会给人危险的感觉?思考造成这种感觉的原因，从而引出课题《重力势能》。
环节二：新课讲授
(三)重力势能的相对性
提问：人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事?
生：向里跳到五楼的地板上
师：这个问题可以说明高度是有相对性的，这也就决定了重力势能的相对性。
提问：如果计算放在桌子上的物体具有多大的重力势能，只有一种结果吗?
生：不是的，会有不同的结果。因为选择不同的水平面做参考平面，在这个参考平面上的物体的 重力势能就为0。
师：研究不同的问题参考平面的选取也是不同的，不过我们常选地面为参考平面。在研究同一个问题时，参考平面选取的不同，不会影响问题的研究。因为研究物体的重力势能，有价值的是势能的差值，而选择不同的参考平面对这个差值没有影响。
教师继续深化：若参考平面选定，上方物体的高度为正值，重力势能也是正值;下方物体的高度为负值，重力势能也是负值。负值表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要小。(可以类比温度计讲解)
(四)势能是系统所共有的
教师讲解：重力是地球与物体相互吸引而引起的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力做功，也就不存在重力势能，所以重力势能是这个系统的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
环节三：巩固提升
新课标物理学讲义----力学
第七章 机械能守恒定律
1 第四节 重力势能
一、重力做功的特点
1、推导：
2、表达式：),h(;即高度差下降的高度为过程量，表示上升或其中mghWG
①如果物体的高度上升，则重力做负功mghWG
②如果物体的高度下降，则重力做正功mghWG
3、说明：
①重力做功只跟物体质量以及运动起点和终点的高度差有关。
②重力做功与其他因素无关，如路径、运动状态、运动性质以及有无空气阻力。
二、重力势能
1、定义：物体由于被举高而具有的能量。
2、表达式：)h(;时刻时所处的高度为状态量，表示物体某其中mghWG
①高度h的数值与参考平面的选取有关，h可正可负可为零。
②在描述高度是要先选取参考平面，而参考平面的选取具有任意性。
③如无特殊说明，一般以地面为参考平面。
3、单位：焦耳J。
4、理解：
①重力势能是一个状态量，即表示某时刻或某位置的能量。
②重力势能是一个相对量，因为h为一相对量。
③重力势能为一标量，其数值可正可负可为零，正负号代表大小。
例如：Ep1=3J，Ep2=-5J，则一定有Ep1>Ep2。（同一参考平面下比较才有意义）
④此公式使用范围为：地球表面附近
⑤重力势能具有系统性，即重力势能是研究对象和地球所共有的，但在一般表述上简写为“某某物体的重力势能”
三、重力势能的变化量以及与重力做功的关系
1、定义：重力势能由于高度的不同而产生的变化。
2、表达式：hmgmghmghEEEPPP1212
3、理解：
①物体上升，重力势能增加；物体下降，重力势能减小。
②重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
③重力势能具有相对性，但重力势能的变化量具有绝对性。
4、结论：pGEW
①重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。
②重力做功等于重力势能的变化量的负值。
5、注意：重力做功必然引起重力势能发生确定的变化，且这种变化与其他因素无关。 新课标物理学讲义----力学
试卷第1页，总5页 7.4重力势能练习题
一、单选题
1．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
2．质量为m的物体，沿倾角为的光滑斜面由静止下滑，当下滑t时间时重力势能减少量为( )
A．12mg2t2sin B．12 mg2t2 C．mg2t2 D．12mg2t22sin
3．将一个物体由A处移到B处，重力做功（ ）
A．与运动过程是否存在阻力有关
B．与运动的具体路径有关
C．与运动的位移无关
D．与运动物体本身的质量有关
4．如图所示，桌面离地面的高度是0.8m，坐标系原点O定在桌面上，向下方向为坐标轴的正方向，g＝10m/s2.通过测量，确定质量m＝1.0kg的物体从O运动到B处过程，重力做的功约是( )
A．8J
B．5J 试卷第2页，总5页 C．－5J
D．－13J
5．把一桶20L的纯净水从一楼搬到四楼，水的重力势能约增加了
A．20J B．200J C．2×103J D．2×106J
6．一质量为M的物块放在水平地面上，上面安一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉弹簧上端的P点（开始拉时弹簧为原长），如图所示。当P点位移为H时，物块缓慢地离开地面一段距离。求在这个过程中物块增加的重力势能为（ ）
A．MgH
B．2()MgMgHk
C．2()MgMgHk
D．MgMgHk
7．物体做自由落体运动，以下有关其相对于地面的重力势能与下落速度的关系图，正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
8．起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，当重物上升一定高度时，以下说法中正确的是（ ）
A．起重机拉力对重物所做的功等于重物机械能的增量 试卷第3页，总5页 B．起重机拉力对重物所做的功等于重物动能的增量
C．重物克服重力所做的功等于重物重力势能的增量
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．
