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2019-2020年高中物理 《重力勢能》教學(xué)設(shè)計 新人教版 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　（一）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，知道重力勢能是物體和地球系統(tǒng)共有的 　　（二）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 　?。ㄈ┣楦小B(tài)度與價值觀 　　1．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． 　　2．培養(yǎng)學(xué)生遵守社會公德，防止高空墜物。 　　【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】啟發(fā)、引導(dǎo)、講練結(jié)合 　　【教學(xué)過程】 　　一、新課引入 　　有句話是“搬起石頭砸自己的腳”，從物理的角度看待這一問題，搬起的石頭有了做功的本領(lǐng)，它就具有了能，這種能我們稱為重力勢能。我們今天就來學(xué)習(xí)重力勢能。 　　二、新課教學(xué) 　　物體重力勢能發(fā)生變化時，必然牽扯到重力做功，物體下降時，重力做正功，重力勢能減?。晃矬w被舉高時，重力做負(fù)功，重力勢能增大。因此認(rèn)識重力勢能，不能脫離對重力做功的研究。 　　1．重力的功 　　重力做功與什么因素有關(guān)呢？我們現(xiàn)在就通過下列三種例子來探究一下。 　　思考：你認(rèn)為這三個哪個比較容易做呢？ 　　圖7．4-1：重力做功= 　　圖7．4-2：重力做功=mgcosθ 　　圖7．4-3：本圖中小球做曲線運(yùn)動，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的公式的。重力做功= 　　 = 　　這三個運(yùn)動重力做功有什么關(guān)系，我們得到的結(jié)論： 重力做功只跟它的起點與終點的位置有關(guān)，而與運(yùn)動路徑無關(guān)。 表達(dá)式 　　練習(xí)1：下圖表示一個斜拋物體的運(yùn)動，當(dāng)物體由拋出位置1運(yùn)動到最高位置2時，重力做功是多少？由位置2運(yùn)動到跟位置1在同一水平面上的位置3時，重力做功是多少？由位置1運(yùn)動到位置3呢？ 　　由1至2重力做功 　　由2至3重力做功 　　由1至3重力做功為零 　　物體所受的重力與它所處位置的高度的乘積是一個具有特殊意義的物理量。它一方面與重力所做的功密切相關(guān)，另一方面它隨著高度的變化而變化恰與勢能的基本特征一致。因此，我們把物理量叫做重力勢能。 　　2．重力勢能 　　重力勢能的定義 物體的重力勢能等于它所受的重力與所處的高度的乘積。 　　重力勢能是矢量？還是標(biāo)量？與所有的能量一樣，是標(biāo)量 　　重力勢能的單位： 焦耳 符號是 J 　　重力做功與重力勢能之間的關(guān)系 　　即物體由高處向低處運(yùn)動重力做正功，重力勢能減少；由低處運(yùn)送到高處重力做負(fù)功，重力勢能增加。 　　思考與討論：閱讀課本說一說，并回答上面有關(guān)問題。 　　如果重力做功與運(yùn)動路徑有關(guān)，能量變化不能表示重力做的功 　　練習(xí)2．質(zhì)量是100 g的球從1．8 m的高處落到水平板上，又彈回到1．25 m的高度，在整個過程中重力對球所做的功為多少？球的重力勢能變化了多少？（g取10 m/s2） 　　3．重力勢能的相對性和系統(tǒng)性 　　討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 相對性 。重力勢能與高度有關(guān)，重力勢能也有 相對性。 　　在研究重力勢能是應(yīng)該選擇 參考平面 。在參考平面上，物體的重力勢能為零；在參考平面上方物體的重力勢能為正的，表示重力勢能比零勢能面的勢能大；在參考平面下方物體的重力勢能為負(fù)的，表示重力勢能比零勢能面的勢能小。 　　參考平面的選擇是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據(jù)圖，m=0．5kg,．完成下列表格： 參考平面的選擇 小球在A處的重力勢能 小球在B處的重力勢能 整個下落過程中重力的功 整個下落過程中重力勢能增量 桌面 地面 　　重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的。 　　例1 在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點所在水平面為零勢能參考面。求： 　　（1）在第2 s末小球的重力勢能； 　　解析：在第2 s末小球所處的高度為：______________________________ 　　重力勢能為：___________________________________________________ 　　（2）在第3 s內(nèi)重力所做的功，重力勢能的變化． 　　解析：前2s下降了 m , 前3s下降了 m，第3s內(nèi)的位移 m 　　第3 s內(nèi)重力做功為：_____________________________________ 　　WG＞0，所以小球的重力勢能_______，且減少了_____J。 　　例2 如圖5—26所示，質(zhì)量為m物體靜止在地面上，物體上面連著一個直立的輕質(zhì)彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為k。現(xiàn)用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度h，此時物體已經(jīng)離開地面，求物體重力勢能的增加量。 　　解析：物體離開地面后，彈簧的伸長量為：_____________________________________ 　　可見，物體上升的高度為：_____________________________________ 　　從而，物體重力勢能的增加量為：_____________________________________ 　　課堂小結(jié)： 　　1．重力做功的特點： 　　與路徑無關(guān)，只與起點和終點的高度差有關(guān) 　　2．重力勢能： 　　3．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系： 　　4．重力勢能是相對的 ，正負(fù)表示大小。 　　作業(yè)布置： 　　課本61頁問題與練習(xí)第1，2題。 　　板書設(shè)計： 7.4重力勢能 一、重力的功 三、重力勢能的相對性 只與起點和終點的高度差有關(guān)。 1.重力勢能與參考平面的選取有關(guān)， 與物體的路徑無關(guān)。 但重力勢能的變化量與參考平面的選取無關(guān) 2.勢能是系統(tǒng)所共有的 二、重力勢能 四、例題講解