3. 势能课程导入

“三化”模式对应的教学设计案例摘要——以必修2第4章第3节重力势能为例

“三化”模式对应的教学设计案例摘要

——以必修2第4章第3节重力势能为例

一、教学目标

1.

通过研究重力做功让学生理解重力做功的特点并推导重力势能定义式；

2.

通过让学生感受重力势能知道重力势能的概念，让学生掌握重力势能的计算；

3.

通过定量研究重力势能的大小、重力做功和重力势能变化量，让学生理解重力势能的特性以及重力做功与重力势能变化的关系。

二、教学重难点

1.

教学重点：重力势能的定义式、特性及重力做功与物体重力势能变化量的关系。

2.

教学难点：重力势能的相对性和重力做功与物体重力势能变化量的关系。

三、学习过程

问题情境（1min）

观看视频：老鹰捕食乌龟

想一想：被抓到高空的乌龟为何能摔得四分五裂？

【活动一】感受电池重力势能（3min）

活动目标

活动活动过程

体例说明

形式

知道重力知识初中所学：重力势能的定义：物体由于位于高处而具有的能量。

创设情景，设计

势能，感回顾

实验——体现知受重力势

【问题】重力势能跟哪些因素有关？

识情景化；

能并定性分组【分组实验】

在实验情境中提了解重力实验

1.

同一电池从不同高度下落到同伴手上，手掌感觉有何不同？

出问题：“重力

势能

2.用大小不同的电池从同一高度(约0.5m)下落到同伴手上，手掌感势能跟哪些因素

觉有何不同？

有关？”——体交流【实验现象】

现情境问题化；

评价

分组实验，交流

【结论】

评价——体现问

重力势能的大小与物理的质量、高度有关。

题活动化。

过渡

教师点评

做功的过程就是能量变化的过程，研究能量通常从做功开始。

猜想：重力势能的变化与重力做功有关。

【活动二】探究小朋友滑滑梯时的重力做功（6min）

活动目标

探究并理解重力做功的特点，知道重力势能的表达式并能计算重力势能

活动形式

观看视频

构建物理模型分析

活动过程

【情境】观看视频：小朋友从不同滑梯滑下

【问题1】

小朋友分别从离地面高度相同的蓝色、红色滑梯滑下，或者从直杆滑下，哪种方式重力对小朋友做的功更大？

【建模分析】表示三种不同路径的重力做功

1 体例说明

创设滑滑梯情景——体现知识情景化；

在滑滑梯情境中提出问题：“哪种方式重力对小朋友做的功更大？”——体现情境问题化；

建模分析，交流

“三化”模式对应的教学设计案例摘要——以必修2第4章第3节重力势能为例

交流评价

教师评价

讨论分析

计算对比

教师评价

WGmgh1mgh2【结果】

【结论】

重力做功特点：重力做功跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。

【问题2】我们知道：做功的过程就是能量变化的过程，由重力做功表达式，分析等号右边的含义

【结论】

Ep = mgh

【问题3】计算高空中乌龟的重力势能，电池的重力势能

【结果】

对比电池的重力势能，乌龟在高空中的重力势能足够大，使乌龟落地后四分五裂。

评价——体现问题活动化。

重回乌龟、电池情景——体现知识情景化；

在情境中提出问题：“计算乌龟、电池的重力势能”——体现情境问题化；

计算对比——体现问题活动化。

【活动三】探索手机的重力势能和功能关系（20min）

活动目标

理解重力势能的相对性、标示性和系统性，理解重力做功与重力势能变化量的功能关系

活动形式

演示实验

观察现象

教师解释

分组计算

活动过程

【问题1】老鹰为什么选择地域开阔的地方释放乌龟？

【实验演示】

对比老鹰释放乌龟设计实验：手机、鸡蛋从同一位置分别落在下方书上和地上

【实验现象】

手机、鸡蛋落书上没摔坏，手机、鸡蛋落地上会摔坏

【问题2】同一物体同一位置，为什么重力势能大小不同？

【解释】与mgh中的高度h的含义有关，h表示物体重心距离参考面的竖直高度（引出参考面）

【问题2】

如图，质量0.2kg的手机，A点离地高h1=2.0m，离桌面高度h2=0.8m．B点在桌面上，C点在地面上，请按要求填写下表并思考下列问题．(g=10m/s2)

2 体例说明

由乌龟情景引到手机、鸡蛋下落情境——体现知识情景化；

在情境中提出问题：“同一物体同一位置，为什么重力势能大小不同？”——体现情境问题化；

演示实验，观察现象——体现问题活动化。

定量讨论手机下落——体现知识情景化；

在情境中提出问题3~5——体现情境问题化；

“三化”模式对应的教学设计案例摘要——以必修2第4章第3节重力势能为例

讨论交流

教师评价

讨论交流

教师评价

讨论交流

教师评价

【知识巩固】重力势能在人类生活生产中的应用例子

1.水电站

2.打桩机

3.打夯机和打夯号子

【问题3】表格中Ep、WG和∆EP的正、负号的含义分别是什么？

【结论】

(1)Ep：正号表示

物体在参考面上方，负号表示物体在参考面下方。

(2)WG：正号表示做正功，负号表示做负功。

(3)∆EP：正号表示增加，负号表示减少。

【问题4】观察对比1到3列数据，可以发现什么？

【结论】

同一物体在同一位置，参考平面不同，重力势能大小也不同。

【总结】重力势能的特性

相对性：

标示性：

系统性：

【问题5】观察对比4到7列数据，可以发现什么？

【结论】

(1)对确定一个过程，重力做功和重力势能变化量与参考面选取无关

。

(2) 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增大。

(3) 重力势能变化量的数值等于重力做功的数值。

【总结】功能关系1：WG =—△Ep 课堂小结，点明主题：功是能量变化的量度

计算填写表格中的数据，讨论思考3个问题——体现问题活动化。

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