3. 势能教案教学设计

重力势能教学设计

本节在全章中起着承上启下的作用，是为进一步学习动能定理、机械能守恒定律这两个最重要的定理做准备的．采用情景创设、想象、猜测、推理的方法，让学生通过观察、讨论、交流及理论探究等方式了解机械能的种类、大小和特点．例如：根据牛顿运动定律和功是能的量度推导动能大小的数学表达式；在“讨论交流”中要解决“重力做功与路径无关”；教师系统规范地对重力势能做出表述，并进一步从两个方面探究重力做功与重力势能变化的关系，使学生逐步建立用能量的观点分析、解决物理问题的思维方式． 学习任务分析：

与原教材相比，将势能单独列为一节，在举例上突出实例与情景的体会，在弹性势能部分，新教材采用了“机械钟内弹簧片”的实例，较原教材的“弹簧”更贴近生活．正文内容增加了“势能是系统所共有的”． 本节的学习任务共分为四部分，包括重力势能和弹性势能的概念学习和

“势能是系统所共有的”．

其中对重力势能概念的学习是本节的重要任务，需要通过情境设置、定性分析、实验体验、理论推导、特点分析和实例应用等环节层层深入，学生对重力势能的认识通过本节的学习得以深化和丰富，为进一步学习动能定理及机械能守恒定律打下基础． 学习者分析：

学生在初中已经学习了关于机械能的相关知识，如机械能的种类、定性了解了影响动能和势能大小的因素．本节课要使学生进一步深入了解机械能的相关知识点，在定性了解的基础上形成定量的结论，并对功能关系形成初步的认识，会应用动势能的关系式和功能关系解决简单的功能问题．

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教学目标： 一、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。. 二、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．

三、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．

教学准备：

铁球(大小、质量均不同)两个、透明玻璃容器、沙子，铁錘，黑桃，弹簧，小车，多媒体课件．弹簧一根。

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．

教学环节2：重力势能的概念

〖师〗提出问题：

结合教材插图和以下图片，体会什么物体具有重力势能．

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〖生〗

观察思考，总结归纳 二、重力势能 1．重力势能是物体由于处于高处而具有的能量． 〖师〗提出问题：

重力势能与哪些因素有关？ 〖生〗

猜想假设：重力势能与物体的质量和高度有关，物体质量越大、位置越高，其重力势能越大． 〖师〗

演示实验： 木球和铁球先后从同一高度处自由下落，落入玻璃缸内的细沙中，观察到什么现象？这说明了什么？（铁球陷入细沙中的距离比木球要长，这说明，在相同的高度质量大的物体，重力势能大，克服细沙阻力做的功要多） 铁球从不同的高度处自由下落，先后落入玻璃缸中的细沙里，观察到什么现象，这又说明了什么？（铁球从比较高的地方落下来，陷入沙中的距离比较长．这说明，同一个物体在比较高的地方重力势能较大，克服细沙阻力做的功要多） 〖生〗

实验观察与总结：物体重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高

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度有关．物体质量越大、位置越高，其重力势能越大． 〖师〗提出问题：根据图片信息说明下列两个问题．

⑴走旋转楼梯、乘自动扶梯、坐观光电梯三种方式下楼，重力对你做功是否相等？ ⑵如图所示，沿竖直方向下落、沿斜面下滑、沿曲面下滑，重力做功分别是多少？重力做功跟物体运动路径是否有关？

〖师〗引导学生进行

理论证明：

重力做功跟物体运动路径无关．

〖生〗在教师引导下

总结归纳． 重力所做的功为：

WG＝

mg（h1－h2）． 结合功和能的关系分析重力所做的功，所以

mgh应当是物体的某种能量，且由质量和高度决定，

在物理学中就用

mgh

这个式子来表示物体的重力势能． 2．重力做功的特点：

跟物体运动路径无关

WG＝

mg（h1－h2）． 3．重力势能的大小

Ep＝mgh

，标量．

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〖师〗根据图片，说明选取不同的势能零点，物体的重力势能一般会不同．重力势能可以有正负，分析造成重力势能相对性的原因何在．

〖生〗

讨论交流，归纳总结：由双层列车和楼房剖面图说明重力势能具有相对性，总结重力势能具有相对性是由于所选高度的起点不同而造成的．高度的相对性决定了重力势能具有相对性． 〖师生〗共同总结归纳． 4．重力势能具有相对性： 我们把所选高度起点处的平面叫参考平面． ①参考平面的选取是任意的． ②选取不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的． ③通常选地面为参考平面． 〖师〗

重力做功也可以写成

WG＝

Ep1－Ep2＝－ΔEp

当物体下落时，重力做正功，

WG＞0，重力势能Ep减少，减少的值等于重力所做的功．

同理，当物体上升时，重力做负功，重力势能Ep增加，增加的值等于重力所做的功．要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功． 〖师生〗共同总结归纳． 5．重力势能与重力做功：

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⑴重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加． ⑵ 重力做功等于重力势能的改变量WG＝

Ep1－Ep2＝－ΔEp． 〖生〗

实例分析：课本第 69 页“练习与评价”第 2 、 3 题．

教学环节3：弹性势能的概念． 〖师〗结合图片提出问题：

什么叫弹性势能？这种能量有什么特点？

〖生〗

观察思考与讨论交流． 三、弹性势能 1．物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能． 〖师〗结合图片提出问题：

弹性势能的影响因素是什么？发条上得越紧，放松过程中，它释放的能量就越大，这说明了什么？ 〖生〗

观察思考与讨论交流 2．物体的形变越大，弹性势能就越大． 3．弹性势能和重力势能统称为势能． 教学环节4：势能是系统所共有的

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〖生〗

阅读理解：教材第 69 页内容． 〖师〗提出问题： （1）若没有地球，物体是否具有重力势能？ （2）若弹簧一端不固定，弹簧是否具有弹性势能？ （3）你怎样理解势能是系统所共有的？ 〖师生〗

讨论交流，归纳总结． 四、势能是系统所共有的 1．重力势能是地球与地球附近物体所组成的系统所共有的． 2．弹性势能是弹性装置与受弹力作用物体所组成的系统所共有的． 〖生〗实例分析：教材第 69 页“练习与评价”第 4 题． 课堂小结：

1．通过本节，你学到了什么？ 2．重力做功会引起重力势能的变化．那么，什么力做功会引起动能的变化呢？ （问题 1 是为了引导学生回顾总结本节所学知识和方法；问题 2 的提出是为了引发学生思考，引导学生预习新知识，体现教学的连续性．）

教学流程图：

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学习效果评价：（略）

根据教学实际来设计 教学反思：

本节教学设计符合新课标要求，设计的教学情景，有利于激发学生的学习兴趣．问题的设计有助于学生思维活动的展开，媒体手段的运用恰当、丰富，有利于教学目标的实现，能为学生提供有效的学习指导．学生活动的设计是本节的亮点，学生通过观察思考、猜想假设、探究活动、研讨交流和理论推导及实例分析等能较好地掌握动能、势能的概念．本节课充分调动了学生积极参与课堂活动的积极性，培养了学生的逻辑推理等思维能力，有利于培养学生的科学素质．多数学生能达到教学目标的要求，部分学生能灵活解决问题．

在学生学习新知识、解决新问题的过程中，始终注意在学生原有的知识结构上加以引导和深化，符合学生的认知规律．在教学的过程中，教师注意把握好角色，在思考和体验上不包办代替，不急于求成，充分体现了学生的主体性．学习过程的设计，注意了科学研究方法的渗透与体验，体现了新课标既关注结果（知识的掌握）又关注过程（学习知识的过程体验）的理念．

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