(春)高中物理 7.4《重力势能》教学设计5 新人教必修2

《重力势能》教学设计教学设计思想首先由重力做功的特点，引入重力势能的概念，这一认知是逐渐建立起来的．通过帮助学生回忆，在“追寻守恒量”一节中，给出了势能的定义，“重力势能是物体凭借其位置而具有的能量”．启发学生思考，请学生说一说重力势能应该与哪些物理量有关．经过讨论，学生会得出，重力势能应跟物体在地球的相对位置有关，还应与物体受到的重力有关．然后让学生体会教材中所写的“看起来，物体所受的重力mg与它所处位置的高度的乘积mgh是一个有特殊意义的物理量”．它的特殊意义在于，它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化而变化，它恰恰是我们要寻找的重力势能的表达式．接着教材中给出了图7.44和图7.45，可以根据这一问题情景，编制具体的问题，让学生算一算，重力做功与重力势能变化的关系．这样可以使学生体会到，物体向上运动，重力做负功，重力势能增加；重力做了多少功，重力势能就增加多少．物体向下运动，重力做正功，重力势能减少；重力做了多少功，重力势能就减少多少．其次由教材中给出的图7.47分析出重力势能的大小与零势能面的位置有关，而这个参考面可以任意规定，所以重力势能具有相对性．一般以解决问题时简便为原则来选取零势能面．最后由重力势能的定义分析，重力势能与物体和地球的相对位置有关．重力势能属于物体和地球组成的系统共有的．它的变化量与重力所做的功相对应，所以是标量，其单位与功的单位相同，都是焦耳．教学内容分析与以往教材相比，本教材分析了重力做功与路径无关的问题．教材通过物体从A点到B 点的不同路径的计算，得出重力对物体所做的功只跟起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关的结论．学生对图7.41和图7.42两个路径计算重力的功并不困难，但是要使学生真正认识到这一点，仍然要学生亲自动手算一算这两种情况下重力对物体做了多少功．对于物体沿任意曲线运动的情况，又一次用到了极限的思想．在有了以前求变速运动的位移的学习经历之后，学生对极限的方法会有一定的印象．该处仍只要求学生能“跟”来，并不要求学生自己去重复．因为这里主要强调的是科学方法，让学生看到我们可以站在更高的角度去处理问题．与以往教材不同的是，本教材没有生硬地给出“功是能量变化的量度”，而是在探究重力做功、探究弹簧的拉力做功和探究功与物体速度变化关系的过程中，不断渗透这一思想的．教学目标分析★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．★技能目标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．★情感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．教学准备Powerpoint设计整个教学流程．多媒体下载两幅水力发电站的图片．教学过程设计1.重力做功(板书)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．因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究．①(问)如图7.41，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是(学生)答：W G＝mgh＝mgh1－mgh2②(问)如图7.42，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是(学生)答：W G＝mg cosθ·L＝mgh＝mgh l－mgh2③(思考)如图7.43，假设这个物体沿任一路径由高度是h1的起点A，运动到高度是h2的终点B，在这一过程中重力所做的功是多少？方法点拨：我们把整个路径分成许多很短的间隔AA1，A1A2，A2A3……由于每一段都很小很小，它们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是Δh1，Δh2，Δh3，…则物体通过每段小斜线时重力所做的功分别为mgΔh1，mgΔh2，mgΔh3，…物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和，即W G＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋Δh3＋…)＝mgh＝mgh1－mgh2重力做功的特点：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．(板书)重力做功的大小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．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．2．重力势能(板书)mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化而变化，它恰恰是我们要寻找的重力势能的表学生观察分析思考师生互动教师配合讲解极限思想应用得出结论思考分析引出重力势能的概念。

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》教学设计教学目标知识与技能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，知道重力势能是物体和地球所组成的系统共有的．过程与方法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．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．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物．教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能变化的关系．教学难点重力势能的系统性和相对性．教学方法启发、引导、讲练结合．教学过程新课导入有句话是“搬起石头砸自己的脚”，从物理学的角度看待这一问题，搬起的石头有了做功的本领，它就具有了能，这种能我们称为重力势能．我们今天就来学习重力势能．新课教学物体重力势能发生变化时，必然牵扯到重力做功，物体下降时，重力做正功，重力势能减小；物体被举高时，重力做负功，重力势能增大．因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究．1．重力做的功重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过下列三种例子来探究一下．图甲物体竖直向下图乙物体沿倾斜直图丙物体沿任意路径下运动，思考：你认为这三种情形中哪个比较容易做呢？图甲：重力做功W G＝mgΔh＝mgh1－mgh2图乙：重力做功W G＝mgl cos θ＝mgΔh＝mgh1－mgh2图丙：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？联系我们是如何推导出匀变速直线运动的公式的．重力做功W G＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＋mgΔh n＝mgΔh＝mgh1－mgh2这三种情形中重力做功有什么特点，我们得到的结论：重力做功只跟它的起点与终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．表达式W G＝mgh1－mgh2.练习1：下图表示一个做斜抛运动的物体，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3重力做功是多少呢？由位置1运动至位置2重力做功－mgh由位置2运动至位置3重力做功mgh由位置1运动至位置3重力做功为零物体所受的重力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．它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致．因此，我们把物理量mgh叫做重力势能．2．重力势能重力势能的定义E p＝mgh物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积．重力势能是矢量？还是标量？与所有的能量一样，是标量．重力势能的单位：焦耳，符号是J.重力做功与重力势能之间的关系W G＝E p1－E p2.即物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少；由低处运动到高处时重力做负功，重力势能增加．思考与讨论：阅读课本P65说一说，并回答上面有关问题．如果重力做功与运动路径有关，能量变化不能表示重力做的功．3．重力势能的相对性和系统性讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有相对性．重力势能与高度有关，重力势能也有相对性．在研究重力势能时应该选择参考平面．在参考平面上，物体的重力势能为零；在参考平面上方物体的重力势能为正的，表示重力势能比零势能面的势能大；在参考平面下方物体的重力势能为负的，表示重力势能比零势能面的势能小．参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面，重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m＝0.5 kg，h1＝1.2 m，h2＝0.8 m．完成下列表格：重力势能是物体与地球所组成的系统共同具有的．1 在离地80 m 处无初速释放一小球，小球质量为m ＝200 g ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2，取地面所在水平面为零势能参考面．求：(1)在第2 s 末小球的重力势能；(2)在第3 s 内重力所做的功，重力势能的变化．解析：(1)在第2 s 末小球所处的高度为h ＝(80－12×10×22) m ＝60 m[ ] 重力势能为E p ＝mgh ＝0.2×10×60 J ＝120 J.(2)前2 s 下降了20 m ，前3 s 下降了45 m ，第3 s 内的位移为25 m第3 s 内重力做功为W ＝mgh ＝0.2×10×25 J ＝50 JW G ＞0，所以小球的重力势能减少，且减少了50 J.答案：(1)120 J (2)50 J2 如图所示，质量为m 物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k .现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h ，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量．解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为mg /k可见，物体上升的高度为h －mg /k从而，物体重力势能的增加量为mg (h －mg k)． 答案：mg (h －mg k) 课堂小结1．重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关．2．重力势能：E p ＝mgh .3．重力做功与重力势能变化的关系．4．重力势能是相对的，正负表示大小．布置作业课本61页问题与练习第1,2题．板书设计4 重力势能一、重力的功W G ＝mg Δh ＝mgh 1－mgh 2只与起点和终点的高度差有关．与物体的路径无关．二、重力势能E p＝mghW G＝E p1－E p2三、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．势能是物体与地球所组成的系统所共有的四、例题讲解。

《重力势能》教案《重力势能》教案1教学目标学问目标1、理解重力势能的概念，会用重力势的定义进展计算。

2、理解重力势能的改变和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。

3、知道重力势能的相对性。

力量目标1、依据功和能的关系，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。

德育目标渗透从对生活中有关物理现象的观看，得到物理结论的方法，激发和培育同学探究自然规律的爱好。

教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能转变的关系。

教学难点重力势能的系统性和相对性课程类型新授课教学方法试验观看法、分析归纳法、讲练法教学用具ppt课件，电子教鞭课时支配：1课时教学步骤导入新课曾经读过一篇文章，叫做《汕头的雪》，汕头也会下雪吗?汕头也会下雪，别出心裁的雪——木棉棉絮。

南方的人，对北方的雪总有一些期盼，我也不例外。

有哪些同学见过北方的雪吗?雪白无垠的雪，总让人浮想联翩，也让人憧憬，但是，令人想不到的是，它也具有惊人的破坏力：例1：20xx年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成100人失踪(附图片)例2：四川丹巴亚丁雪崩(附图片)如此秀丽的雪花，怎么会有这么大的破坏力?雪崩为什么会有这么大的能量?浩瀚夜空，点点繁星，当我们在欣赏灿烂星空的时候，绝不会想象到它们也会给地球带来巨大的损害：美国内华达州亚利桑那陨石坑，5万年前，一颗直径约为30～50m的铁质流星撞击地面，它的爆炸力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大坑，据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台那么能容纳200多万观众。

(附图片)陨石为何具有这么大的能量?这些能量与什么因素有关?雪崩和陨石都有一个特点，具有肯定的高度。

学习了中学物理后，我们知道物体由于被举高而具有的能量就叫做重力势能，物体的重力势能的大小与什么因素有关呢?小试验(视频)：试验一：相同质量的小球，从不同高度下落。

试验二：不同质量的物体，从同一高度下落。

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》教学设计● 教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法，后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。

在我国广为流行，很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。

该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。

其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用，使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。

该模式强调教师的指导作用，认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用，非常注重教师的权威性。

“传递-接受”教学模式的课程环节：复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习● 设计思路说明 1. 复习旧课复习关于能的概念 2. 激发学习动机 讨论：1）、请同学们结合生活，列举“物质的不同运动形式对应着不同的能”的例子。

2）、请同学们结合生活，列举“各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中能量守恒。

”的例子。

3. 讲授新知识 （一）、功和能的关系 （二）、重力做功的特点 （三）、重力势能 （四）、重力势能的相对性 （五）、势能是系统所共有的 4. 巩固运用例1 在离地80 m 处无初速释放一小球，小球质量为m ＝200 g ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2，取地面所在水平面为零势能参考面．求：(1)在第2 s 末小球的重力势能；(2)在第3 s 内重力所做的功，重力势能的变化．解析：(1)在第2 s 末小球所处的高度为h ＝(80－12×10×22) m ＝60 m重力势能为E p ＝mgh ＝0.2×10×60 J＝120 J.(2)前2 s 下降了20 m ，前3 s 下降了45 m ，第3 s 内的位移为25 m 第3 s 内重力做功为W ＝mgh ＝0.2×10×25 J＝50 JW G ＞0，所以小球的重力势能减少，且减少了50 J.答案：(1)120 J (2)50 J例2 如图所示，质量为m 物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k .现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h ，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量． 解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为mg /k可见，物体上升的高度为h －mg /k从而，物体重力势能的增加量为mg (h －mgk)． 答案：mg (h －mg k) 5. 检查评价请同学总结本节课内容 小结：本节课我们学习了：1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定。

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。