重力势能》教学设计一、教材分析本节内容是人教版高中物理必修二第七章第四节的内容,是后面学习机械能守恒定律的基础,也为后面学习电势能打下一定的基础。这一节学生将会接触到功与能量变化之间的关系,为后面理解功能关系作铺垫,在本章内容中有较为重要的作用。二、学生情况分析学生在初中就接触过重力势能,也知道其与那些因素有关,而对重力做功也有一定的理解。但对于重力势能与重力做功的关系,学生则一无所知。本节课学生将真正意义上的第一次接触功能关系,但是学生已经有足够的知识储备,在逻辑上不会存在障碍,加以引导,学生就能理解。三、教学目标1、知识与技能(1)知道什么是重力势能及其特点(2)理解重力做功的特点,掌握重力做功与重力势能变化的关系(3)理解重力势能的相对性和系统性(4)能够重力势能的表达式进行简单的计算2、过程与方法(1)通过实例探究重力做功的过程,再次领悟微元法在物理学中的应用(2)在重力做功与重力势能变化的讨论中,理解功能关系,知道功是能量转化的量度3、情感态度与价值观通过大量生活中的例子,让学生明白物理来源于生活,在日常生活中养成善于观察和总结的习惯四、教学重、难点重点:重力做功与重力势能变化的关系难点:重力势能概念的建立五、教学方法:讨论法、引导法六、教学课时:一课时A/h七、教学过程(一)导入1、复习旧知(学生回答)(1)什么是势能?(2)功如何计算?2、播放雪崩的视频师:为什么雪崩会造成那么大的伤害?学生讨论学生A:因为它从很高的地方滚下来。学生B:因为它具有很大的能量(重力势能)师再次播放物体从高处下落的视频或图片(5分钟)(二)学生讨论师:在初中,我们就知道物体被举高而具有重力势能,那么请同学们猜想重力势能与什么因素有关?学生:与质量m和高度h有关演示:让物体从高处自由下落师:请同学们回答下列问题:(1)在下落过程中,物体重力有没有做功?做正功还是做负功?(2)根据刚才我们的猜想,下落过程中,物体的重力势能是否变化?学生C:下落过程中,物体重力做正功,重力势能发生了变化、师:这位同学回答的非常好,也就是说重力做功与重力势能变化存在一定的关系,那么我们就可以从重力做功去理解和探究重力势能。(3分钟)(三)重力做功14二--1-1-学生E:哦,是£卩严2=-AEp,即W=EAE讨论交流:(1)重力做的功分别是多少?(2)分析这三种情况,总结重力做功特点?计算第一和第二种情况下重力做的功(学生板书)师:对于第三种轨迹是曲线的情况,我们改如何计算重力做的功?我们能否化曲为直呢?学生:可以用微元法师:很好,我们可以将整个路径分成许多很短很短的间隔,则每一段都可看成直线,每一段高度差是Ah、Ah、Ah…,那么重力做功该如何计算?123学生:WG=mgAh+mgAh+mgAh+…123二mg(Ah+Ah+Ah十…)123=mgh-mgh12师:由以上的讨论和计算,我们可以发现重力做功有什么特点?学生:重力做功与路径无关,只与物体的初位置和末位置有关。师:非常好,我们看到这个式子,左边是重力做的功,右边是“mgh”的变化,看起来“mgh”是一个具有特殊意义的物理量,那他有什么特殊意义呢?学生讨论学生D:随高度和质量的增加而增加,与我们刚才对重力势能的猜想是一致的。师:好的,这位同学回答的很好,还有一个意义就是它与重力做功密切相关,右边是“mgh”的变化,则“mgh”应该是一种能量。(老师板书,10分钟)(四)重力势能我们把物理量mgh叫做重力势能Ep=mgh1.重力势能:等于它所受到的重力与所处高度的乘积.2.重力势能是标量,单位是焦耳(J)3.W=EpEp(老师板书)1-2师:一个物理量的初状态减去末状态还可以怎么表示?同学们可以想想在直线运动中,末速度减去初速度是什么?师:非常好,我们看下面两个问题(1)塔吊把一质量为200kg的物体,从距地面高为h=3m的高度匀速运到1高为h=10m的地方,重力做了多少功?物体的重力势能如何变化?(g=10m/s2)2(2)塔吊把一质量为200kg的物体,从距地面高为h=10m的高度匀速运到1高为h=3m的地方,重力做了多少功?物体的重力势能如何变化?(g=10m/s2)2师点叫两位学生板演师:通过上面的计算,我们可以得出什么结论?...