课外读物教学设计与反思

《重力势能》 教学设计

一、教材分析

本节教材与过去的处理方法相比，教材认真分析了重力做功与路径是否有关的问题。这样做的目的不是为了追求严密，而是想有助于学生形成严肃认真的科学态度。教材强调科学方法，引导学生用比较高的观点处理问题，只要求学生能够“跟”来，并不要求学生去重复形成他们的“科学素质”。在讨论物体沿任意路径运动时重力做功的问题时，又一次用到了极限的思想。学生经过多次接触，对这样的方法逐渐就熟悉了。本节重力势能是机械能的重要内容。要从重力做功与路径无关的特点出发，理解建立重力势能概念的可能性，掌握重力势能的定义式，明确重力做功和重力势能变化的关系。

二、学情分析

1．

高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片、现象来支持。

2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能及体验建立过程。

3．学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、知道重力做功与路径无关. 2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算. 3、知道重力势能的相对性. 4、理解重力势能的变化和重力做功的关系

（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．

四、重点难点与突破方法

重点：重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。

难点：重力势能的变化和重力做功的关系，重力势能的相对性和系统性。

五、教学方法与教学资源

教学方法：探究、讨论、讲授、分析归纳法、讲练法。

教学资源：多媒体、重锤

六、教学过程

- 1 -

教学内容

引入新课

进行新课

一、重力做功

教师活动

展示复仇者联盟电影海报，激发兴趣。

播放电影片段，

提问：为什么城市抬高，可以毁灭地球？

展示雷神锤子资料，提问，为什么雷神的锤子威力无穷？

表演重锤下落. 物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。

通过刚才的研究，请同学们猜想，重力势能的大小和哪些因素有关？

质量越大，高度越高，物体的重力势能越大。这节课我们来定量的探究重力势能，重力势能的表达式应该符合这些特征。

那怎样探究重力势能表达式呢？

物体被举高，就有一定的能量，当它从所处的高度落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。

在前面功的学习中，我们明确了功是能量转换的量度。因此要研究重力势能表达式，我们从重力做功开始。

探究：重力做功的特点？

根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A运动到B过程中重力所做的功。

A A

h

h1

B B h2

乙

甲

过程甲、乙结果为：WG=mgh=mg（h1-h2

）

A

△h1 A1

△h2 A2

△h3 h A3 h1

B h2

丙

过程丙：

- 2 - 学生活动

学生回答。

学生回答质量大。

学生思考、在老师的引导下，回答问题。

学生回答

质量和高度

学生体会得到：重力势能与物体的质量、高度有关。

在练习本上推导后，学生代表发言。

学生选出代表发表自己的见解，直至谈出微元的想法。

程度好一些的学生还可能根据功的定义式直接找出恒力（重力）及其方向上的位移（高度），得出结果。

学生思考回答

学生可能回答出“沿不同方向运动，重力做功设计意图

通过电影，激发学生的兴趣，引发学生思考。

引入课题

通过动手计算，使学生产生强烈的求知欲望。学生根据自己的探究情况在班上作发言、交流、逐步形成共识。

将重力做功与重力势能的变化联系起来。让学生能够了解本节课的学习目的，初步建立起学习思路。

二、重力势能

这一过程中，教师听取学生汇报，提示：我们在匀变速直线运动研究位移与时间关系中，用了无限趋微的思想。

把整个路径分成许多很短的间隔；

由于每一段很小很小，都可以近似看作一段倾斜直线；

分别求出物体通过每一小段倾斜直线时重力所做的功；

物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和。

结果：WG=mgh=mg（h1-h2

）

通过甲、乙、丙的计算结果，请学生总结重力做功的特点。得出结论：

重力做功的特点：

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，而跟物体运动的路径无关。重力做功等于重力与初位置高度的乘积与重力与末位置高度乘积的差值。

重力做功的表达式。WG=mgh=mgh1-mgh 物理学研究需要敏锐的直觉和大胆的猜想。重力做了功，重力势能就要变化。

请同学们由重力做功表达式大胆猜想物体在起点和终点的重力势能是多少？

看起来，物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积“mgh”，是一个具有特殊意义的物理量。这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力密切相关；另一方面，与高度有关。恰与重力势能的基本特征一致。因此，在物理学中，

我们就用“mgh”表示物体的重力势能。

1、定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。

2、表达式：Ep=mgh 即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。

23、单位：1J=1kg·m/s·m=1N.m 因为功是能量转换的量度所以

重力做功对应着重力势能的变化，WG＝EP1－EP2 那重力做了功，重力势能如何变化呢？下面，我们通过两道例题，一探究竟。

1、塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？(g=10m/s-2) - 3 - 相同”等结论，教师要进一步给予说明引导。也可能得出结论的意思，表达不一定很准确。

学生猜想

回答

能量是矢量还是标量？由于功是能量转化的量度，所以重力势能的单位和功一样是焦耳

重力做正功重力势能减少；

重力所做的功等于重力势能的减少量。

重力做负功重力势能增加；物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。

重力做功对应重力势能的改变，重力做了多少功就有多少重力势

学生根据公式可以自行推导出结果，要让学生养成良好动脑、动手习惯，教师不可包办代替。

极限的思想，学生在前面的学习中已经接受过，在此，学生应该能够按预想的思维结果回答出问题。激发学生学习兴趣，引导学生积极探索。

引导学生学会分析数据，归纳总结规律。

形象地理解对于不同的参考平面，物体在某一位置具有不同的数值。

通过上面的实例计算，引出重力势能的正负。这样做使学生更容易理解。

三、重力势能的相对性

2、

塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面能发生改变发生

高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=10m的地

方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变

化？ (g=10m/s-2)

答：向里跳到五楼的地通过这两个例题，请同学们思考，重力做功与板上 重力势能有什么关系？

3.重力做功与重力势能的关系

①如果重力做正功，重力势能减少，

重力对物体做的功等于重力势能的减少量

取一个零海平面，作参②如果重力做负功，重力势能增加， 考平面。

物体克服重力做的功等于重力势能的增加量

考大家一个脑经急转弯：

学生阅读，体会概念的问：小明从五楼的窗台上跳下来为什么会安然分析，引出。

无恙？

能够语言表述

以五楼地板为参考面和以一楼地面为参考面，

小明所处高度一样吗？

这说明高度是相对的，所以重力势能也是相对

的。

在地理中，如何比较不同物体的高度？

（1）参考平面：高度取做0的水平面也称零势

能面

学生应该可以说出“重阅读课本65页思考？

力势能具有相对性”

1.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什重力势能的大小与参么值？

表示什么含义？

考平面的位置有关，而2.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什这个参考平面可以任么值？表示什么含义？

意规定，所以重力势能3.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值具有相对性。

是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研

究？

4、为什么说“势能是系统所共有的”？如果地引导学生分析：重力势球对物体没有吸引力，还有重力势能吗？

能的变化和重力做功

与零势能参考平面是

对于相同的A点和B点，参考平面选取不同，无关的。

重力势能大小相同吗？这说明了什么？

选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值

是不同的．是否会影响有关重力势能问题的研

究？

但这并不影响问题的研究，因为在与重力势能

相关的问题中，有价值的是势能的差值，选择

学生在学案上填写结不同的参考平面对这个差值没有影响．

果

因为重力势能具有相对性，所以势能的正、负，

- 4 -

学生积极思考，跟上老师的思路。

通过阅读，培养学生的阅读理解能力。

前面的分析，水到渠成，要求理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。

通过问题，多种答案，质疑，引起学生的兴趣。

四、重力势能是系统所共有的

表示大、小。参考平面的选取虽然是任意的，可视研究问题的方便而定，但是比较不同物体重力势能大小必须选取同一参考平面。

一颗小树苗的重力势能一定比苍天大树的要小吗？有的物体质量很小，但是从很高的位置落下，重力势能也很大。所以在生活中要注意高空落物

如果地球对物体没有吸引力，还有重力势能吗？

重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力．也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力．所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的．

知识拓展：除了重力势能外，还有其他形式的势能．是不是其他形式的势能，都是相应系统的呢？请同学们课后查阅资料，留给同学们作研究性课题学习。

分组讨论总结规律。

学生思考

回答

感悟

课堂小结

认真总结概括本节内总结课堂内容，

容，交流、比较

培养学生概括总一、重力做功的特点：

结能力。

与路径无关，只与起点和终点的高教师要放开，让度差有关

学生自己总结所二、重力势能：地球上的物体具有的与它学内容。

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。

7.4

重力势能

板书设计

作业布置

一、重力做功

WG =mgh1- mgh2 二、重力势能

Ep = mgh WG＝EP1－EP2

三、重力势能的相对性

四、重力势能的系统性

能力培养与测试

本节习题

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教学反思

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