3. 势能优质公开课教案

库车县第四中学2017-2018年第二学期（集体备课）教案

科目

物理

授课

阿卜杜艾尼·阿卜时间

5.17 地点

录播室

教师

杜敏

授课题目

7.4重力势能

三维目标：

知识与技能：

1.认识重力做功与路径无关的特点。

2.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。

3.理解重力做功与重力势能的变化的关系。

4.知道重力势能具有相对性。

5.知道重力势能是物体和地球这个系统所共有的

过程与方法：

进一步渗透科学探究的几个要素。

情感态度与价值观：

培养学生勇于探索、勇于发现的品质。

教学重点：

1. 重力势能的相对性。

2. 对势能为负的理解。

教学难点：

1. 理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。

2. 理解重力做功与重力势能变化的关系。

教学用具：

多媒体课件，白板,书

教学过程与步骤：

（一）新课导入

引入：看班班通上面学生宿舍照片

2017年第二学期我校高三学生xx因为跟其他学生吵架，想不通,从宿舍楼二楼跳下，腿骨折

。事情过后学校在宿舍楼所有窗户上都固定了横杆，原因就是为了防止类似事件再次发生。为什么学校会采取如此措施，从物理学的角度分析一下这间事情。从而引入课堂内容。

从本章第一节我们已经听说了势能的概念，也知道势能与物体的位置有关。并且大家都知道物体由于被举高而且有的势能叫做重力势能。也就是说水位高就意味着水的重力势能大。可见重力势能是与高度有关的。究竟是什么关系呢？这是我们这节课的研究目的之一。

联想到上面的问题，大家可以猜到：重力势能与物体的质量也有关系，并且在其它条件相同的情况下，质量越大的物体，它的重力势能也越大。那么重力势能与物体的质量究竟是什么关系？这也是我们这节课的研究目的之一。

（二）新课教学

那么，我们如何寻找重力势能与物体的质量以及所处位置的关系呢？我们知道：如果我们把某个物体向上举，那么这个物体就获得了重力势能。如果从做功的角度来看的话，在把物体向上举的过程中，我们对物体做了功，物体所受的的重力做了负功。那么我们就尝试从做功的角度来寻找重力势能与物体的质量以及所处位置的关系。

PPT：课本图7.4-1 我们一起来计算这个物体沿竖直方向从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

PPT：课本图7.4-2 我们接着来计算这个物体沿倾斜直线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

PPT：课本图7.4-3 我们最后来计算这个物体沿任意的曲线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。

如何计算第三幅中重力所做的功呢？受第二个图的启发，我们可以把曲线分割成若干小段，当分得足够小的时候，我们就可以认为每一段都是直线，这样求出重力在每一段上所做的功，再把所有的功相加，即得在这个过程中，重力所做的功。

PPT：表达式：

WG=mgΔh1+ mgΔh2+ mgΔh3+…

=mg(Δh1+Δh2+Δh3+…) =mgh =mgh1-mgh2

小结：从上面的计算我们可以看出：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，而跟物体的运动路径无关。只要重力做正功，物体的重力势能就减少；只要重力做负功，物体的重力势能就增加。这个结论与物体的运动形式无关，与物体的运动路径也无关。

对比上面的表达式，可以看出：只要重力做正功，mgh这个量就减少，只要重力做负功，mgh这个量就增加。可见，mgh作为一个整体是一个有特殊意义的物理。这个量既与物体的质量有关，也与物体所处位置的高度有关。而这正与我们上面分析的重力势能的基本特征一致。所以我们就把mgh叫做物体的重力势能，通常用字母表示，即：

板书：Ep=mgh

重力势能是标量，它的单体与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳。

有了重力势能的表达式，重力做功与重力势能的关系写为：

板书：WG=Ep1-Ep2

提问：某同学把几本书从三楼拿到五楼，书所受的重力做功为-30焦耳。现在从重力势能的角度来理解这个-30焦耳是什么意思？

教师小结：

可见：重力做功实际上是与物体的重力势能的变化直接相关的。在实际问题中，人们关心的往往是重力势能的变化，谈物体在某位置的重力势能实际意义并不大。由于物体所处位置的高度具有相对性，这样与此相关的重力势能也具有相对性。那么，重力势能的变化有没有相对性呢？

师生小结：

1 物体在某位置所具有的重力势是相对的，与参考平面的选择有关系。

2 物体从一个位置运动到另一个位置的过程中（物体在两个位置的重力势能的变化）是与参考平面的选择无关的。（提问：与什么有关？）

教师阐述：

重力势能是物体和地球系统所共有。

课堂练习：

1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：（ ）

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、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；

D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。 2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（ ）

A、重力做功为50J；

B、重力做功为-50J。

C、物体的重力势能一定增加了50J；

D、物体的重力势能一定减少50J；

3、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? (g=9.8m/s2)

课堂小结：通过本节课的学习，我们对重力做功的特点有了一定的了解，在此基础上引进了重力势能的定量表达式。进一步得到了重力做功与重力势能改变之间的关系，并体会了重力势能的相对性。

作业：精选试题相关内容做完。

总结

通过本节课的学习，我们对重力做功的特点有了一定的了解，在此基础上引进了重力势能的定量表达式。进一步得到了重力做功与重力势能改变之间的关系，并体会了重力势能的相对性

板书设计：

第四节

重力势能 1.

重力势能：Ep=mgh

2. 重力做功与重力势能改变的关系：WG=Ep1-Ep2

3. 重力势能的相对性:

物体在某位置所具有的重力势是相对的，与参考平面的选择有关系。

课后小结：

一、重力做功的特点：

与路径无关，只与起点和终点的高度差有关

二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关

的能量。

表达式

三、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

四、重力势能是相对的

，正负表示大小。

一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。

五、势能是系统能。指系统所有。

布置作业：

精选试题相关内容做完。

德语渗透：（民族团结育，执法教育，社会主义核心价值观等）：

遵守社会公德，防止高空坠物，不能从高空乱扔东西，防止砸伤他人。