2019-2020年高中物理 7.4《重力勢能》教案 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 7.4《重力勢能》教案 新人教版必修2 課 題 ７.4 重力勢能 課 型 新授課（2課時） 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識與技能 1．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計算． 2．理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)． 3．知道重力勢能的相對性． 過程與方法 用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親身感受知識的建立過程． 情感、態(tài)度與價值觀 滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣． 教學(xué)重點、難點 教學(xué)重點 重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系． 教學(xué)難點 重力勢能的系統(tǒng)性和相對性． 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 鐵球(大小、質(zhì)量均不同)兩個、透明玻璃容器、沙子，投影片． 教 學(xué) 活 動 [新課導(dǎo)入] (多媒體投影演示．引發(fā)學(xué)生有意注意，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài))打樁機(jī)的重錘從高處落下，把水泥樁打進(jìn)地里；蘋果自高處下落；飛機(jī)投彈等等． 師：從剛才的畫面中，同學(xué)們想到了什么，從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度分析問題． 生：重錘把水泥樁打進(jìn)地里；蘋果自高處下落；飛機(jī)投下的炸彈等物體下落過程中它們受到的重力對它們做了功．據(jù)功和能的關(guān)系，既然重力做了功，表明這些物體在沒有下落之前具有能．因為一個物體能夠?qū)ν庾龉?，所以這個物體具有能量． 師：這個能量與什么因素有關(guān)? 生：與物體所處的高度有關(guān)． 師：由于物體被舉高而使物體具有的能量是什么能? 生：在初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能． 師：那么重力勢能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題． [新課教學(xué)] 一、重力的功 師：重力做功與什么因素有關(guān)呢?我們現(xiàn)在就通過幾個例子來探究一下． (多媒體投影教材上的圖5．4—1、圖5．4—2、圖5．4—3，讓學(xué)生獨立推導(dǎo)這幾種情況下重力做的功) 師：比較容易做的是哪一個問題? 生：第一個和第二個問題． 師：為什么這兩個問題容易研究呢? 生：因為這兩個問題中物體運動的路徑是直線，所以在研究重力做功問題上比較容易研究． 師：那么這兩個問題的答案是什么呢? 生l：第一個問題中WG＝mg△h=mghl一mgh2． 生2：第二個問題中WG=mgcosa=mg△h＝mgh1一mgh2；，和第一個問題中所求出的答案相同． 師：我們大膽猜想一下，第三個圖中重力做的功和前兩個是否相等呢? 生：可能是相等的． 師：我們來驗證一下我們的猜想，第三個圖的困難在哪里? 生：力做功的路徑是曲線． 師：我們怎樣突破這個難點呢? 生1(很為難)：這是力在曲線上做功的情況，不容易研究． 生2：我記得在第二節(jié)學(xué)習(xí)力對物體做功的問題時曾經(jīng)接觸過有關(guān)變力做功的問題． 師(鼓勵)：說說看，解決的途徑是什么? 生2：曲線問題不容易解決，我們可以把這一條曲線看作由很多小的直線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個過程中重力做的總功． 師(表揚)：這個同學(xué)分析得非常好，根據(jù)這個同學(xué)的分析方法，第三個問題的答案應(yīng)該是什么呢? 生：在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同． 師：我們可以得到什么樣的結(jié)論? 生：重力做功與路徑無關(guān)． 師：既然重力做功與路徑無關(guān)，那么它與什么因素有關(guān)呢? 生：與物體的初末位置有關(guān)． 師：具體的表達(dá)式是什么? 生：WG=mgh1一mgh2，其中hl和h2表示物體所處位置的高度． 師：很好，可見物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量. [課堂訓(xùn)練] 1．沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體拉到頂端，以下說法正確的是………………( ) A．沿坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多 B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D．上述幾種情況重力做功同樣多 2．將一物體由A移至B，重力做功 ………………………………………( ) A. 與運動過程中是否存在阻力有關(guān) B．與物體沿直線或曲線運動有關(guān) C. 與物體是做加速、減速或勻速運動有關(guān) D．與物體發(fā)生的位移有關(guān) 參考答案 1．D 解析：重力做功的特點是與運動的具體路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只與重力方向上發(fā)生的位移有關(guān)，與物體運動所經(jīng)過的路徑，與物體的運動狀態(tài)都沒有關(guān)系 二、重力勢能 [實驗與探究] 探究影響小球勢能大小的因素有哪些． 準(zhǔn)備兩個大小相同的小球：一個鋼球、一個木球，再盛一盆細(xì)沙．如圖。5.4—l所示．在沙盆上方同一高度釋放兩個小球，鋼球的質(zhì)量大，在沙中陷得較深些． 讓鋼球分別從不同的高度落下，鋼球釋放的位置越高，在沙中陷得越深． 請同學(xué)們親自做實驗探究一下重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)． 師：下面大家閱讀教材11～12頁“重力勢能”一段，回答下面幾個問題． 學(xué)生閱讀課文，可以把問題用多媒體投影到大屏幕上． 師：怎樣定義物體的重力勢能? 生：我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能． 師：為什么可以這樣來進(jìn)行定義? 生：這是因為mgh這個物理量的特殊意義在于它一方面與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而變化． 師：重力勢能的表達(dá)式是什么?用文字怎樣敘述? 生：Ep=mgh，物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積． 師：重力勢能是矢量還是標(biāo)量? 生：與所有的能量一樣，重力勢能也是標(biāo)量． 師：重力勢能的單位是什么?符號是什么? 生：重力勢能和其他能量一樣，它們的單位和功的單位相同，都是焦耳，符號是J． 師：重力勢能與什么因素有關(guān)?你能否列舉生活中的實例加以說明? 生：根據(jù)重力勢能的表達(dá)式，重力勢能與物體所受到的重力和物體的相對高度有關(guān)．例如塔吊上吊著的重物比較可怕，但是當(dāng)這個重物被放下之后就不再可怕了，因為物體被放下之后重力勢能減少了；再例如樹梢上的樹葉，雖然所處位置比較高，但是由于它受到的重力比較小，所以它雖然比塔吊上的物體可能還高，但是我們并不感覺害怕它． 師：剛才這位同學(xué)分析得非常好．根據(jù)重力勢能的定義式，它和重力做功的表達(dá)式非常相似，么它們之間的關(guān)系是什么呢? 生：當(dāng)物體由高處向低處運動時，重力做正功，物體重力勢能減少，也就是WG>0，Ep1>Ep2；當(dāng)物體從低處運送到高處時，重力做負(fù)功(或者說物體克服重力做功)，重力勢能增加，也就是WG<0，Epl下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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