3. 势能名师教学设计

重力势能

1、理解重力势能的概念，会用重力势的定义进行计算。

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。

知识目标

教学目标

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。

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

课程类型

新授课

教学方法

实验观察法、分析归纳法、讲练法

教学用具

ppt课件,电子教鞭

课时安排

1课时

1

教

学

步

骤

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，与众不同的雪——木棉棉絮。南方的人，对北方的雪总有一些期待，我也不例外。

有哪些同学见过北方的雪吗？

洁白无垠的雪，总让人浮想联翩，也让人向往，但是，令人想不到的是，它也具有惊人的破坏力：

例1：2002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）

如此美丽的雪花，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，当我们在欣赏璀璨星空的时候，绝不会想象到它们也会给地球带来巨大的伤害：

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的导铁质流星撞击地面，它的爆炸力超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千入倍。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，新四周的看台则能容纳200多万观众。（附图片）

课

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，具有一定的高度。

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？

小实验（视频）：

实验一：相同质量的小球，从不同高度下落。

实验二：不同质量的物体，从同一高度下落。

学生观察后得出结论：

实验一：质量一定时，高度越高，重力势能越大。

实验二：高度一定时，质量越大，重力势能越大。

要研究重力势能，就不能脱离对重力做功的研究

2

新课教学

一、重力做功

1、

讨论小球竖直下落，重力所做的功

物体由A运动到B，重力做功mgh 2、

讨论小球沿斜线下落，重力所做的功

物体由A运动到B，重力做功mgh 3、讨论小球沿曲线下落，重力所做的功

物体由A运动到B，重力做功mgh

综合以上三种情况，可以得到结论：物体运动时，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。

即

WG =mgh1- mgh2

二、重力势能：

结合功和能的关系，我们可以分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，并且经过推导又得到重力所做的功等于mgh这个量的变化，所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能。

重力势能：物体凭借其高度而具有的能量

EP=mgh Ep表示物体的重力势能单位焦(J)m表示物体的质量单位千克(kg)g表示物体的重力加速度单位米/秒2(m/s2)h表示物体的高度单位米(m)

1、重力做功与重力势能的变化

WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2

重力做功WG

重力势能Ep 重力做功和重力势（正、负）

（增加、减少）

能变化的关系

负

增加

物体克服重力做的功等于重力势能的增加

重力做的功等于重力势能的减少

物体上升

物体下落

正

减少

【练习】

一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?重力势能如何变化？

(g=9.8m/s

) 解略

3

新课教学

讨论课本P60中的“说一说”。

2、确定重力势能的大小

学生分组讨论：一栋三层高的楼房，每层的高度3m，将一个质量为5kg的小球放在三楼阳台的栏杆上，栏杆的高度是1m，求小球的重力势能。（

g=9.8m/s2 ）

不同学生得到的重力势能数值可能不同。

这是由于所选高度的起点不同而造成的。

我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面

确定重力势能的方法：

①先选定参考平面（0势能面）

②在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；

③在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。

＋、－表示重力势能的大小

④参考平面的选取是任意的（一般从研究问题的方便出发来选择）

【练习】如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=9.8m/s

) 参考小球在A点平面

重力势能

桌面

地面

5.88J 9.8J 小球在B点重力势能

-3.92J 0 下落过程小球重力做功

9.8J 9.8J 下落过程小球重力势能变化

减少9.8J 减少9.8J ⑴选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同

⑵对一个确定的过程，WG

和△EP

与参考面的选择无关

3、重力势能的系统性

我们常常有这样的疑问，重力势能是谁的？是物体的？还是地球的？

质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是地球，两者缺一不可。

故：重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。

一、重力做功

重力做功与路径无关,只跟它的起点和终点的位置有关

WG =mgh1- mgh2

小

二、重力势能

Ep = mgh 结

1、重力做功与重力势能的变化

2、重力势能大小的确定

3、重力势能的系统性

4

1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：（

AB ）

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有关。

2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：（

BD ）

A、重力做功为50J；

B、物体的重力势能一定增加了50J；

C、物体的能量一定减少50J；

D、重力做了50J的负功。

巩

固3、起重机以g/4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提高h：

练⑴起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？

习

⑵物体克服重力做功为多少？

⑶物体的重力势能变化了多少？

4、如图所示，小球做斜抛运动：

⑴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？

⑵重力势能改变了多少？

⑶由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功和重力势能的变化是多少？

⑷由位置1运动到位置3呢？

作完成《导与练》第七章第四节的练习

业

§7.4 重力势能

一、重力做功

板WG =mgh1- mgh2

书二、重力势能

Ep = mgh 设1、重力做功与重力势能的变化

计

2、重力势能大小的确定

3、重力势能的系统性

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