3. 势能优质课教案内容

重力势能

朝中物理组

何敬

【教材分析】

“重力势能”是后边“机械能守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进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。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，新教材将其放在了动能动能定理之前，教学时最好能结合一些实例，从功能关系、能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律及能量转化和守恒定律做好准备。

【学生分析】

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，仍需具体形象的实例来支持。

2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能及体验建立过程。

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，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。

【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.

4.了解弹性势能.

[来源:Zxxk.Com]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上解释和分析物理形象.

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.

【重点难点】

重点：重力势能的定义势的导出。

难点：重力势能概念和相对性。

【教学流程】

实例引入复习重力势能概念

经历探究过程得出EP=mgh 结合生活理解EP=mgh 通过实例探究WG=-ΔEP

实例分析重力做功特点

练习反馈

总结提升

弹性势能初步了解

1

教师活动

学生活动

感受重力势能，

高度有关；质量有关。

独立思考

独立思考

通过之前的功进行思考

学生在教师的主导下进行探究表达式

设计意图

实例引入，激发学生兴趣。培养学生审美和对大自然、家乡的热爱之情

控制变量法感受重力势能和高度有关。

控是变量法感受重力势能和高度有关。

难点1、重力做功的特点

探究得出重力势能的表达式

难点2、重力势能和参考一、生活实例引入，激发兴趣

不同地方的水、

为什么有些地方的水更让人感到紧张呢？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。

思考：同样的都是水，从能量的角度分析它们有什么区别？

思考什么重力势能？

物体由于位于高处而具有的能量。

观察思考：重力势能和哪些因素有关？

二、教学过程

问题一：重力势能和高度有关

你走在这两个地方哪个更怕？为什么？试从能量角度分析

结论

重力势能的大小和相对高度有关

问题二：重力势能和质量有关

思考：以地面为参考平面，这两个铁球哪个重力势能更大？

结论：重力势能的大小和物体的质量有关

探究（一）目的：重力做功特点

思考与讨论：从华山栈道到谷底，我们可以坐缆车和步行，两种方式下山，重力做功是否相等？也就是说：重力做功跟物体的路径是否有关？能得出什么结论？

1、重力做功跟路径无关跟参考面的选取无关

2、只由初末位置的高度差决定

结论：重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，与物体运动的路径无关。与参考面的选取无关。

探究（二）重力势能公式的推导：

例题1：华山栈道海拔2000米，谷底海拔1300米，一个质量为60Kg的游客从华山栈道到谷底，问重力做功多少？

分析：WG=mgh1—mgh2大家可以看出，

左边：WG表示：

由功时能量转换的量度，知：右边mgh1和mgh2应该表示：

因此，我们把物理量mgh叫做物体的重力势能，用Ep表示，即 Ep=mgh 物体的重力势能等于

思考1：重力势能和参考平面的选取有关

1、此题中游客在华山栈道的海拔2000米是以什么为参考平面？

讨论：确定高度需要选择参考平面的必要性。

2

2、游客的重力势能一定是：Ep=mgh1

=60×10×2000=1.2×106 J ？如果不一定说说你的想法？

3、如果以谷底为参考平面则游客的高度又是多少？如果以谷底

为参考平面则游客在栈道的重力势能又是多少？

讨论与交流：1、比较、分析表格中前两列的数据正负有何意

义？ 2、重力做功与重力势能的关系

正值：在参考平面上方；

负值，在参考平面下方

与参考平面的选取有关

重力做功与重力势能的关系

例：

如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1m的A点落到

2

地面的B点，桌面高h2=1m．请按要求填写下表．(g=10m/s)

确定重力势能的方法：

上述例题中，小球由A点运动到B点，重力做正功还是负功，重

力势能怎么变化？让小球从B点运动到A点，重力做正功还是负功，

重力势能怎样变化？

重力做正功，重力势能减 总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力少；

所做的功；重力做负功时（物体克服重力作功），重力势能增加，增重力做负功，重力势能增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。

加。

(五).反馈练习

练习：华山栈道海拔2000米，谷底海拔1300米，一个质量

为60Kg的游客从谷底到华山栈道，问重力做功又是多少？重

力势能变化了多少？

（六）课堂小结

一、重力做的功

1、表达式：

2、特点：

二、重力势能

1、定义：

2、表达式：

3、特点：

正负表示：

3

平面的选取有关

教学难点呼应课堂起初所提到的功是衡量物体能量的量度，加深学生的理解。

三、重力做功和重力势能之间的关系：

重力做

功时，重力势能

，减少的重力势能等于重力所做的功；重力做

功时（物体克服重力作功），重力势能

，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。

4