2019-2020年人教版高中物理必修二教案:7-4 重力勢(shì)能.doc
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2019-2020年人教版高中物理必修二教案:7-4 重力勢(shì)能 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識(shí)目標(biāo) 1.理解重力勢(shì)能的概念,會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算. 2.理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系,知道重力做功與路徑無(wú)關(guān). 3.知道重力勢(shì)能的相對(duì)性. 4.了解彈性勢(shì)能. 二、能力目標(biāo) 1.根據(jù)功和能的關(guān)系,推導(dǎo)出重力勢(shì)能的表達(dá)式. 2.學(xué)會(huì)從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象. 【教學(xué)重點(diǎn)】 重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系. 【教學(xué)難點(diǎn)】 重力勢(shì)能的系統(tǒng)性和相對(duì)性 【探究學(xué)習(xí)】 一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入 教師:打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí),可以把水泥樁打進(jìn)地里,為什么? 學(xué)生:因?yàn)橹劐N具有重力勢(shì)能. 教師:那么什么是重力勢(shì)能? 學(xué)生:物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能. 演示實(shí)驗(yàn): 在一個(gè)透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子. 實(shí)驗(yàn)一:用一個(gè)鐵球從不同高度釋放,觀察鐵球落在沙子中的深度. 實(shí)驗(yàn)二:用大小不同的兩個(gè)鐵球從同一高度釋放,觀察鐵球落在沙子中的深度. 學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象: 在實(shí)驗(yàn)一中,鐵球的釋放高度越大,鐵球落在沙子中的深度越大. 在實(shí)驗(yàn)二中,質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度大. 教師:通過(guò)上述演示,我們可以定性得到:重力勢(shì)能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系,且物體的質(zhì)量越大,高度越大,重力勢(shì)能就越大. 引入:那么,怎樣定量地表示重力勢(shì)能呢? 板書課題:重力勢(shì)能 二、新課教學(xué) (一)重力勢(shì)能 1.教師舉例 把一個(gè)質(zhì)量為m的物體豎直向上拋出,在它上升和下落的過(guò)程中,重力分別做什么功?重力勢(shì)能如何變化? 學(xué)生:上升過(guò)程中,物體克服重力做功 (重力做負(fù)功).物體的重力勢(shì)能增大. 下落過(guò)程中,重力做正功,物體的重力勢(shì)能減小. 教師:前邊我們學(xué)過(guò)了功和能之間的關(guān)系,我們知道力對(duì)物體做了多少功,物體的能量就將變化多少,那么同學(xué)們認(rèn)為重力所做的功與物體重力勢(shì)能的變化之間有什么關(guān)系? 學(xué)生:重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化. 2.上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化,下邊我們?cè)賮?lái)分析一個(gè)例子: ①用投影片出示問(wèn)題: 質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn),重力所做的功為多少? ②學(xué)生求解得到: 重力所做的功為:WG=mgΔh=mg(h1-h2) ③教師:前邊我們結(jié)合功和能的關(guān)系分析得到重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化,而我們經(jīng)過(guò)推導(dǎo)又得到重力所做的功等于mgh這個(gè)量的變化,所以在物理學(xué)中就用mgh這個(gè)式子來(lái)表示物體的重力勢(shì)能. 板書:EP=mgh EP物體的重力勢(shì)能焦(J) m→物體的質(zhì)量千克(kg) g→重力加速度→(米每二次方秒)s2/m h→物體的高度→米(m) ④推導(dǎo)重力勢(shì)能的單位: ∵1kgm/s2m=1Nm=1J ∴重力勢(shì)能的單位是焦耳,并把上述板書補(bǔ)充完整. ⑤重力勢(shì)能是標(biāo)量 3.據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系進(jìn)行討論: ①教師:我們用來(lái)表示物體在初位置的重力勢(shì)能,用來(lái)表示物體在末位置的重力勢(shì)能,則 ②學(xué)生討論得到: 當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí),h1>h2,WG>0 ∴ 當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí),h1<h2,WG<0 ∴ ③教師總結(jié):重力做正功時(shí),重力勢(shì)能減少,減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功. 物體克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí),重力勢(shì)能增加,增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力所做的功. 4.討論:如圖所示,物體從高為h1處運(yùn)動(dòng)到高為h2處,運(yùn)動(dòng)的路徑有無(wú)數(shù)條,討論在這些運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力所做的功是否相同. 學(xué)生:重力所做的功相同,因?yàn)橹亓λ龅墓Φ扔谥亓?shì)能的減少量,而重力勢(shì)能的減少量mg(h1-h2)是一定的. 教師:由此得到:重力所做的功只跟物體初位置的高度h1和末位置的高度h2有關(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān). (二)重力勢(shì)能的相對(duì)性 教師:有一個(gè)物體放在三樓頂,每層樓高h,則該物體的重力勢(shì)能為多大? 學(xué)生:3mgh;mgh;2mgh. 教師:同一個(gè)物體的重力勢(shì)能,為什么會(huì)有三個(gè)不同的值呢? 學(xué)生:是由于所選高度的起點(diǎn)不同而造成的. 教師:我們把所選高度的起點(diǎn)處的平面叫參考平面,第一位同學(xué)以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢(shì)能為3mgh,第二位同學(xué)是以三樓地面為參考平面,則物體的重力勢(shì)能為mgh,同理第三位同學(xué)是以二樓地面作為參考平面,得到的重力勢(shì)能為2mgh. 板書:①參考平面的選取是任意的. ②選取不同的參考平面,物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的. ③通常選地面為參考平面. (三)彈性勢(shì)能 1.演示 裝置如圖所示:將一彈簧壓縮不同程度:觀察現(xiàn)象. 取一個(gè)硬彈簧,一個(gè)軟彈簧,分別把它們壓縮相同程度,觀察現(xiàn)象. 2.學(xué)生敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)一中:當(dāng)彈簧壓縮程度越大時(shí),彈簧把木塊推的越遠(yuǎn). 實(shí)驗(yàn)二中:兩根等長(zhǎng)的軟、硬彈簧,壓縮相同程度時(shí),硬彈簧把木塊彈出的遠(yuǎn). 3.上述實(shí)驗(yàn)中,彈簧被壓縮時(shí),要發(fā)生形變,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)δ緣K做功,我們說(shuō)彈簧具有能,這種能叫彈性勢(shì)能. 板書:發(fā)生形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν庾龉Γ蚨哂心芰?,這種能量叫做彈性勢(shì)能. 4.教師:同學(xué)們能舉幾個(gè)物體具有彈性勢(shì)能的例子嗎? 學(xué)生:卷緊的發(fā)條,被拉伸或壓縮的彈簧,拉彎的弓、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時(shí)的撐桿等. 5.教師分析上述各例中彈性勢(shì)能和形變程度之間的關(guān)系,學(xué)生總結(jié)得到: 形變程度越大,彈性勢(shì)能也越大. 6.教師:到現(xiàn)在為止,我們已學(xué)習(xí)了兩種勢(shì)能:重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能. 對(duì)于重力勢(shì)能,其大小由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定,對(duì)于彈性勢(shì)能,其大小由形變程度決定,而形變程度不同,發(fā)生形變的物體的各部分相對(duì)位置也會(huì)發(fā)生變化,得到: ①勢(shì)能也叫位能. ②勢(shì)能具有系統(tǒng)性:重力勢(shì)能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的,彈性勢(shì)能是物體的 各部分所共有的. 三、鞏固練習(xí) 用投影片出示思考題: 1.關(guān)于重力做功和物體的重力勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是 A.當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí),物體的重力勢(shì)能一定減少 B.物體克服重力做功時(shí),物體的重力勢(shì)能一定增加 C.地球上任何一個(gè)物體的重力勢(shì)能都有一個(gè)確定值 D.重力做功的多少與參考平面的選取無(wú)關(guān) 2.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,克服重力做功為50 J,則 A.重力做功為50 J B.物體的重力勢(shì)能一定增加50 J C.物體的動(dòng)能一定減少50 J D.重力做了50 J的負(fù)功 3.以40 m/s的初速度豎直向上拋出一個(gè)物體,經(jīng)過(guò)t秒后,物體的重力勢(shì)能是動(dòng)能的3倍,g=10 m/s2,則t的大小為 A.2秒 B.3秒 C.4秒 D.5秒 參考答案: 1.ABD2.BD3.A 【課堂小結(jié)】 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了: 1.勢(shì)能由物體間的相互作用而產(chǎn)生,由它們的相對(duì)位置而決定. 2.勢(shì)能是標(biāo)量,單位是焦耳. 1.物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積→EP=mgh 2.重力勢(shì)能是標(biāo)量,是狀態(tài)量 3.重力勢(shì)能是物體和地球共有的,常稱為物體的重力勢(shì)能. 4.重力勢(shì)能是具有相對(duì)性(相對(duì)于參考平面) 5.單位:焦(J) 6.重力做功與路徑無(wú)關(guān),與初、末位置有關(guān) 1.發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν庾龉Γ矬w具有能量,這種能量叫彈性勢(shì)能. 2.彈性勢(shì)能與形變大小有關(guān) 3.重力對(duì)物體所做的功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),只跟物體運(yùn)動(dòng)的始、末位置有關(guān),重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢(shì)能之差. 4.重力勢(shì)能是地球和地面上的物體共同具有的,一個(gè)物體的重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān). 【板書設(shè)計(jì)】- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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