3. 势能优秀教学实录

重力势能

【教学目标】

1、知识与技能

(1)理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性，重力势能的变化具有绝对性。

(2)理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。

(3)理解功是物体能量变化的量度。

2、过程与方法

(1)训练学生的发散思维和归纳能力。

(2)学习用“不变的量代替变化的量”的方法。

(3)学习势能的研究方法——功和能密切联系，抓住力做功和对应势能的变化，得到势能的表达式。

3、情感态度与价值观

(1)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。

(2)预防高空坠物的社会公德教育。

(3)体会通过做功研究能量变化的思想。

(4)科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动地改造自然。

【教学重难点】

(1)重力做功的特点

(2)重力势能的相对性

一、课前自主学习内容

Ⅰ概念梳理

1.重力做功的特点

(1)重力对物体做的功跟________无关，仅由物体的质量和始、末两个位置的________决定. (2)做功表达式：WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的__________，h1、h2分别指____________与________的高度.

2.重力势能

(1)定义：由物体的质量和________决定的能.

(2)表达式：Ep＝________. Ⅱ初步探究重力做功的特点

如图1所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：

图1 (1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功；

(2)求出丙中重力做的功；

(3)重力做功有什么特点？

二、课堂环节

Ⅰ自主学习检测——————————————————————

1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(

) A.沿轨道1滑下重力做的功多

B.沿轨道2滑下重力做的功多

C.沿轨道3滑下重力做的功多

D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多

2.一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示.以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(

)

A.15.6 J和9 J

B.9 J和－9 J C.15.6 J和－9 J

D.15.6 J和－15.6 J

3.下列关于重力势能的说法正确的是(

) A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定

B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大

C.一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能增加了

D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零

4.

滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2000J，他克服阻力做功100J。他的重力势能（ ）

A．减小了2000J B．减小了2100J C．增加了2000J D．减小了1900J

重力做功与重力势能变化的关系：

如图所示，一只花盆从16楼窗台落地,已知:m=2 kg,h=50 m,h1=10 m,g=10 m/s2。

根据给出数据计算填表。

参考平面

地面

16楼

3楼

花盆在16楼窗台上Ep1 花盆落地Ep2 势能的变化Ep2-Ep1 重力做的功WG=mgh

学生先个人独立做题，然后分小组讨论，最后展示成果。

参考平面

地面

16楼

3楼

800J

1000J

0

花盆在16楼窗台上Ep1 花盆落地Ep2 势能的变化Ep2-Ep1 重力做的功WG=mgh

0

-1000J

-200J

-1000J

-1000J -1000J

1000J

1000J

1000J

让学生根据表格数据，思考并讨论一下问题：

(1)重力势能与零势能面的选取有关吗? (2)物体在某两点间重力势能的改变与零势能面的选取有关吗? (3)物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系?

总结：

1.重力势能的相对性 物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，选不同的参考面，物体重力势能的数值是不同的.故在计算重力势能时，必须首先选取参考平面. 2.重力势能是标量，但有正负之分，物体在零势能面上方，物体的重力势能是正值，表示物体的重力势能比在参考平面上时要多，物体在零势能面下方，物体的重力势能是负值，表示物体的重力势能比在参考平面上时要少. 3.重力势能的变化量与参考平面的选择无关. 4.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

WG

＝

mgh1-mgh2

＝

mg △h

重力势能：

Ep

＝

mgh

重力做功与重力势能变化的关系:

WG＝Ep1－Ep2＝－Δ

Ep

Ⅲ巩固练习——————————————————————

2.如图所示，总长为2m的光滑匀质铁链，质量为10kg，跨过一光滑的轻质定滑轮，开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动是某一端开始下落，滑轮大小不计，求：从铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，（1）重力势能如何变化？变化了多少？（2）重力对铁链做了多少功？（g取10m/s2）