3. 势能ppt配套的板书设计及意图

4.3

重力势能教学设计

【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和重力势能变化的绝对性。

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】

重力势能的相对性重力势能变化的绝对性

【教材分析】

本节课是教育科学出版社出版的《物理

2》（必修）中，第4章第3节“重力势能”中的内容。“重力势能”是下节“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，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。

【学情分析】

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，仍需具体形象的图片、视频画面来支持。

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。

【设计思路】

首先，引入重力势能概念时着重体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本概念，通过一些自生活实例，让学生体验到高处物理具有潜在的能力——重力势能。通过实验，体验重力势能与哪些因素有关，引导得出重力势能的公式。

接着，以例题计算引出高度具有相对性。重力势能与高度有关，在研究重力势能时应选取参考平面或零势能面。在零势能上，物体的重力势能为零，解释重力势能“+”

“—”号的含义。

其次，在掌握了势能零点的基础上，通过一道分组计算，发现，选取不同的是势能平面，计算得出的重力做功的大小是一样的，从而得出结论：选择不同的参考平面，物体在两个不同位置之间势能的差值是确定的，并不随参考平面的改变而改变，即重力做功具有绝对性

最后，通过例题，引导学生得出重力势能与重力势能变化的关系。推出的WG = mgh初

–

mgh末，得出结论，正功势能减少，负功势能增加。

【教学过程】

一、引入新课

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. 演示实验：

实验一：用一个篮球从不同高度释放，观察篮球与地面碰撞发出的声音变化. 实验二：用篮球从某一高度释放，用手在下端接住，并问学生若将篮球换为同样大小的铁球是

否可以用手接住. 学生回答观察到的现象：

在实验一中，铁球的释放高度越大，与地面碰撞的声音越大. 在实验二中，可以用手接住篮球但是不能用手接住铁球

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，我们就来学习重力势能

板书课题：重力势能

设计意图：联系实际，激发学生的兴趣，引发学生思考。带着问题引入新课

二、课前预习

1. 重力势能定义：物体由于位于高处而具有的能量。

2．重力势表达式: Ep=mgh 3．重力势能的相对性。 4．重力势能变化量ΔEp=ΔEp=Ep2-Ep1=mgh2-mgh1，重力势能具有绝对性。

5．重力做功特点：

(1)特点：跟物体运动的路径无关，仅由物体的质量和初末两个位置的高度和重力大小决定。

(2)表达式： WG＝mgh1－mgh2 ，其中h1、h2分别表示物体的初、末位置的相对参考面的高度。

设计意图：训练学生通过阅读教材进行总结归纳能力。

三、课中探究

1.重力势能和重力势能变化量

例1.如图，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面0.4 m的支架上。(g取10 m/s2) 参考面

物体位于支架处

具有Ep1（J）

地面

桌面

结论：参考面的选择是任意的。

重力势能值与选择参考面有关（相对性）。

重力势能值的正负表示大小。

ΔEp=Ep2 - Ep1 =mgh2 -mgh1 由初、末位置决定绝对性，与选取的参考面无关（绝对性）。

设计意图：培养学生学与致用的能力，通过计算加深对重力势能和重力势能变化量的理解，并从中总结出重力势能的相对性和重力势能变化量绝对性的特点。

2.

重力做功的特点及其与重力势能变化量的特点

例2.如图，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面0.4 m的支架上。(g取10 m/s2)物体位于地面支架下落到地面过程

处具有Ep2（J）

中势能变化量ΔEp（J）

0 -16 -24 -24

24 8

路径A物体和路径B构成等腰直角三角形。求;

过程

沿路径A由

-24 支架到地面

沿路径B由

-24 支架到地面

沿路径A由

24 地面回支架

-24

24 24

重力势能变化量ΔEp（J）重力做功WG(J)

结论：重力做功的特点：跟物体运动的路径无关，仅由物体的质量和初末两个位置的高度决定。

重力做功和重力势能变化量的关系WG＝－ΔEp。

设计意图：通过对实际情况的理解来培养学生的归纳总结能力。

三、巩固练习

1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法不正确的是(

) A．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．地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值

D．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关

2.质量为100g的球从1.8m的高处落到水平板上，又弹回到1.25m的高度，在整个过程中重力对小球做的功？球的重力势能变化了多少？

参考答案：

1.C2.0.55J

-0.55J

【课堂小结】

1.重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。

2.重力做功与重力势能变化的关系：

重力做正功，重力势能减少;重力做负功，重力势能增加

3.重力势能是相对的

，正负表示大小。

【板书设计】

重力势能

1.势能：Ep=mgh→相对性←与参考面有关

2.重力势能变化量：ΔEp=Ep2-Ep1=mgh2-mgh1→绝对性←与参考面无关

3.重力势能变化量和重力做功的关系：WG＝－ΔEp