3. 势能优秀教学设计内容

4.3势能

课时1：重力势能

四川省乐至县教师进修学校 陈敏

1、理解重力势能的概念，会用重力势的定义进行计算。

知识目标

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。

1、根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；

能力目标

2、学会从功和能的关系上解释和分析物理现象。

渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物德育目标

理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。

教学目标

教学重点

教学难点

重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。

重力势能的系统性和相对性

实验观察法、分析归纳法、讲练法、小组合作探究法

教学方法

教学用具

小球（大小、质量均不同的两个）、装沙容器、沙子、投影片

课时安排

1课时

第

1 页

共

7 页

教

学

步

骤导入新课

一．情景创设，引入新课

情景体验......... 师生一起闭上眼睛体会：如果我们分别从高高的塔吊下面和空中漂亮的千纸鹤下面经过，会有什么不一样的感受？

请学生分享体会。

我们之所以会害怕，是因为它们具有潜藏的能量。尽管他还没有做功，但都蓄势待发，只要一放手，就会通过做功把能量释放出来。这种能量就是我们今天要学习的重力势能。

二．出示学习目标并齐读学习目标

三．新课教学，知识讲解

（一）分组实验：

定性探究：重力势能的大小与哪些因素有关系？

1、探究方法：控制变量法

2、探究过程：

（1）、把两个质量相同的钢球从不同高度释放，观

察钢球落在沙子中的深度。

（2）、把两个质量不同的钢球和塑料球从相同高度释放，观察钢球落在沙子中的深度。

小组讨论并总结完成学案活动1：

当质量相同时，高度越高，重力势能越大

当高度相同时，质量越大，重力势能越大

教师：这个结论只是一个定性的结论，我们如何定量的得到重力势能与质量和高度的关系？

（二）重力做功的特点

定量探究：重力势能的大小与质量和高度有怎样的定量关系？

1、探究方法：利用功和能的关系，从重力做功探究重力势能

2、探究过程：请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功

第

2 页

共

7 页

把教材65页右上面三幅图简化成以上三幅图。

学生独立完成三种情况做功的分析过程。

请一个同学上台分享三种情况做功的分析过程。

小组展开讨论并总结完成活动2 新课教

学

小组代表分享探究结论：

重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关。上式左边WG是重力做的功，所以右边的

“mgh”

应当是物体的某种能量。在物理学中，就用这个物理量表示物体的重力势能。

学生齐读以上结论。

（三）学生齐读65页倒数第三段话得出：

计算重力势能时，必须选择参考面，这也叫零势能面。选择的参考面不同，重力势能值不同，所以，重力势能具有相对性。

（1）物体位于参考面以上，h > 0，Ep > 0。

（2）物体位于参考面上， h = 0，Ep = 0。

（3）物体位于参考面以下，h<0，Ep<0。

注意：重力势能的正负表示大小。如：－3J >－5J

第

3 页

共

7 页

（四）学生独立推导完成活动3 请同学上台分享推导过程：ΔEP= =mgh末 - mgh初

小组讨论并总结得到：重力势能的变化量具有绝对性

（五）学生独立推导完成活动4 请同学上台分享推导过程

WG＝mgh初 - mgh末＝EP初－EP末

＝－（EP末－EP初）

WG＝－ΔE ①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少Ep初>Ep末；重力势能减少的数量等于重力做的功。

②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加Ep初

学生齐读以上结论。

（六）重力势能的系统性：

新重力势能的表达式Ep =mgh，由此式可知物体的重力课势能跟物体重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有教地球，也就谈不上重力势能。可见，重力势能是“地球和学

物体”这个系统共有的。

第

4 页

共

7 页

1、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下：若桌面处为零势能面，则小球落到地面前瞬间的重力势为 ，

物体在抛出点的重力势能 。若地面出为零势能面，物体在抛出点的重力势能 。

2、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巩能

固3、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，下列说训法正确的是（ ）

练

A、重力做功为50J；

B、物体的重力势能一定增加了50J；

C、物体的重力势能一定减小了50J；

D、重力做了50J的负功。

4、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是（ ）

A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；

B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；

C、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值；

D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。

第

5 页

共

7 页

揭迷为什么

回顾学1：理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进习行计算；

目2：理解重力做功和重力势能变化量的关系，知道重标力做功与路径无关；

是3：知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。

否达成

小组代表总结学到了什么

1、物体由于位于高处而具有的能量叫重力势能。

2、重力势能大小：Ep=mgh Ep是标量，单位是焦耳 J 3、计算重力势能时，必须选择参考面。选择的参考面不同，重力势能值也不同，重力势能具有相对性，重力势能的变化量具有绝对性。

4、重力势能有正负，且正负表示大小。

5、重力做的功：WG＝mgh初 - mgh末＝EP初－EP末

6、重力势能的变化量：ΔEp=Ep末 - Ep初=mgh末 - mgh初

7、重力做的功与重力势能变化量之间的关系：WG＝－ΔEp 8、重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关。

第

6 页

共

7 页

一、重力势能Ep：

1．定义：物体由于位于高处而具有的能量。

2．重力做的功：WG＝mgh初 - mgh末

3．大小：Ep=mgh 4．单位：焦耳 J 5．标矢性：标量

6．注意：重力势能的正负表示大小。如：－3J >－5J 二、重力势能变化量ΔEp 板推导：ΔEP=Ep末 - Ep初=mgh末 - mgh初

书结论：重力势能的变化量具有绝对性

设三、重力做功与重力势能变化量的关系

计

推导：WG＝mgh初 - mgh末＝EP初－EP末

＝－（EP末－EP初）

即WG＝－ΔEP 结论：①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少Ep初>Ep末；重力势能减少的数量等于重力做的功。

②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加Ep初

作教材66页1、2、3题。

业

第

7 页

共

7 页