3. 势能第一课时教学设计

§4.3

势

能

（执教者

四川省仁寿第一中学校南校区

杨倡林）

[使用教材]

教科版高中物理必修第二册

本节教材分析

1．该节所讲内容，在初中物理教材中有所涉及，但初中只是定型讨论后便得出肤浅的结论；

2．该节利用功的公式计算重力做功，得出重力做功的特点时涉及到学生难懂的微元思想；

3．该节第一次让学生体会功能的具体关系，要逐渐渗透，这是以后进一步学习其他能的基础；

4．基于以上几点，在教学中应着重分析过程分析而不是仅仅记公式。

[教学目标] 知识目标

1．知道重力势能的概念和相对性，能根据所确定的参考平面计算物体的重力势能

2．理解重力势能的变化与参考平面无关

3．了解弹性势能的概念和弹性势能与形变量有关

能力目标

1．理解重力做功与路径无关

2．理解重力做功与重力势能变化的关系

3．理解弹力做功与弹性势能变化的关系

情感目标

充分利用生活事例、多媒体辅助教学，激励学习兴趣，让学生在“主动探究过程中”完成本节知识的学习

[教学重点]

1．理解重力势能、重力势能的变化的概念和特点

2．掌握重力做功与重力势能变化的关系

突出重点的方法

[学生难点]

理解重力势能与参考平面有关、正负的含义，而重力势能的变化与参考平面无关。

突出重点、难点的方法：

通过设置情景充分让学生活动，通过活动归纳得出重力做功与物体实际通过的路径无关、重力做功与重力势能变化的关系、重力势能正负的含义、重力势能大小与参考平面的选取有关、理解重力势能的变化与参考平面无关等。

[教学方法]

自主探究、互动法

本节教学建议：

本节从复习功的知识出发，引导学生练习不同路径情况下重力做功，从而得出重力做功的特点。再从功是能量转化的量度出发得出什么是重力势能，再通过事例计算物体的重力势能、重力势能的变化、重力做功等理解重力势能的变化与重力做功之间的关系、重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。在教学中多举例子，由生活中简单的物理现象入手分析，这样便于学生接受。

教学流程

课件引入（复习功的知识，设置情景：小孩乘坐电梯下楼，走楼梯下楼计算重力做功，归纳出重力做功的特点，根据功能关系体会重力势能的表达式，引入新课）

新

课：（读书提示[布置学习目标]、指出看书方法、看书效果）

自主学习：（学生动：设置情景，让学生练习，归纳出重力势能、重力势能的变化、重力做功与重力势能及重力势能变化的关系等）

成果展示：（学生动：推导、理解

互动探究：（主要是学生动：创设情景、针对性的练习、实物台展示练习的结果、讨论）

知识小结：（师生共同动：

课堂练习：（引导学生看书上第3题，再做课件上的小练习

课后拓展：（叫学有余力的同学推导弹性势能大小与劲度系数和形变量的具体关系？

布置作业：教材66页第1、2、4题

教学过程：

一、

复习引入新课（设置2个问题）

学生活动1：（PPT展示）

1、什么叫功？判断力做功的条件？如何计算功的大小？合力功的计算方法？

2、功与能有啥关系？

学生活动2：（PPT展示）

从乘电梯、走楼梯下楼情景中抽象出物理模型（甲、乙、丙图）：求质量为m 的小球从A到B重力做功？（若受到阻力作用呢？）

B

B

乙

甲

甲：WG=mg(h1-h2)= mgh1-mgh2

丙

乙：WG=mglcos= mg

(h1h2)cos=mgh1-mgh2

cos放大图

丙：WG=mgh1+ mgh2+ mgh3+.......=

mgh1-mgh2

同学们观察后得出结论：

1、重力做功的特点：重力对物体做的功跟路径无关，仅由物体的质量和始、末两个位置的高度决定。即WG= mgh1-mgh2（式中h1、h2分别表示始、末两个位置的高度）

引导学生回忆功能关系，即力做了多少功，就有多少能量发生变化。

叫学生观察WG= mgh1-mgh2，发现等号左边是重力做功，那么等号右边就应表示能的变化，所以mgh就应当是某种能量。

物理上就把由物体的质量和高度决定的能叫重力势能。

然后叫学生看书自主学习：（PPT上展示学习目标）

讨论交流、

2、重力势能

（1）定义：物体由于位于高处而具有的能量叫重力势能，符号用EP表示。

举例：（PPT展示高处的石头、高处的水）

（2）公式：EP= mgh

单位：J 3、重力势能的变化EP

EP=EP2- EP1

学生活动3：（PPT展示）

如图所示，质量为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=10m/s2)

小球在A点小球在B点下落过程小球下落过程小小球由A

参考面

重力势能

重力势能

重力势能变化

球重力做功

到B,EP

桌面

6J -4 J -10 J 10 J 减下

学生

地面

10 J 0 J -10 J 10 J 减下

活

动4：（学生计算，讨论，交流，教师点评）

通过分析上表发现了什么？

观察一：小球在同一点的重力势能不是一定值，而与参考面选取的关系？

观察二：物体在参考面之上，重力势能大于0；物体在参考面之下，重力势能小于0；

观察三：小球由A点到B点的重力势能变化是一定值，与参考面选取关系？

观察四：重力做功等于重力势能变化量的关系？

观察五：物体下落时，重力做正功，重力势能如何变化? 归纳得出以下特点：

4、重力势能、重力势能的变化、以及与重力做功的关系：

（1）重力势能具有相对性，（与参考面的位置选取有关，计算时应先选取参考面），且物体在参考面之上，EP>0；物体在参考面之下，EP<0；

（2）重力势能是标量，但有正、负，正、负表示大小，即正大于负；

举例：

EP1=-4J

EP2=1J

则EP1< EP2 PPT再展示实例

学生活动5 思考：与正功、负功的意思？

（3）重力势能的变化是绝对的，（与参考面的位置选取无关）

（4）重力做功等于重力势能的减小量。即W重=-EP

（5）若重力做正功，则EP减下；若重力做负功，则EP增加

学生活动6 将弹簧的一端固定,用小钢球将弹簧压缩至最短,而后突然释放,小钢球将被弹出去

(1)请你从动力学角度和能量角度分析小球为什么会被弹开。

(2)一个确定的弹簧,它的弹性势能的大小与什么有关?

5、弹性势能：

（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，符号EP表示。

举例：PPT展示（机械钟表内部弹簧结构、被拉伸的弹簧、被拉紧的弓箭）

学生活动7 思考：弹性势能的大小与哪些因数有关呢？并说明为什么？

交流

教师总结

（2）弹性势能的大小：与弹簧的劲度系数和形变量有关，形变量越大、劲度系数越大，弹性势能就越大。

学生活动8 思考：弹力做正功，弹性势能如何变化？弹力做负功，弹性势能又如何变化？请举例说明。

交流总结

弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大。且W弹=-EP

学生活动9 （3）弹力做功与弹性势能变化的关系：

思考：叫学生比较重力势能和弹性势能异同？

教师总结

课堂作业

1、教材P67

NO（3）

2、PPT展示5个概念题

课后作业：

1、教材P67 NO（1）（2）（4）

2、拓展练习：叫学有余力的同学推导弹性势能的大小与劲度系数和形变量的具体关系？

【板书设计】

1、重力做功的特点：WG= mgh1-mgh2（重力对物体做的功跟路径无关）

2、重力势能

（1）定义：物体由于位于高处而具有的能量叫重力势能，符号用EP表示。

（2）公式：EP= mgh

单位：J 3、重力势能的变化EP

EP=EP2- EP1

4、重力势能、重力势能的变化、以及与重力做功的关系：

（1）重力势能具有相对性，（与参考面的位置选取有关）

（2）重力势能是标量，但有正、负，正、负表示大小，即正大于负；

（3）重力势能的变化是绝对的，（与参考面的位置选取无关）

（4）重力做功等于重力势能的减小量。即W重=-EP

（5）若重力做正功，则EP减下；若重力做负功，则EP增加

5、弹性势能：

（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，符号EP表示。

（2）弹性势能的大小：

与弹簧的劲度系数和形变量有关，形变量越大、劲度系数越大，弹性势能就越大。

（3）弹力做功与弹性势能变化的关系：

弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大。且W弹=-EP

【教学反思】

通过生活事例，设置情景，充分调到学生利用所学旧知识积极参与活动，在活动探究中体验新知识，这样学生接受起来较容易。

“微元思想”学生不易接受，要循序渐进让学生体会。

2018年5月6日