黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 重力势能教案2 新人教版必修1VIP免费

7.5、重力势能一、教学目的：二、重点难点：1.重力势能以及重力势能的变化与重力做功的关系.2.理解重力势能的相对性.三、教学方法：演示实验、分析推理、讲授讨论.四、教具：轻重不同的重锤一个、木桩、沙箱、橡皮筋.五、教学过程：（一）.引入新课：大家知道水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么能来发电的呢？学习这节课后，我们将会了解这个问题。通过前面对功和能的关系的学习，我们知道怎样判断一个物体具有能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。演示重锤从高处落下，把木桩打进沙箱中，说明重锤对木桩做了功，举高的重锤具有能量。我们把重锤由于被学举高而具有的能量叫做重力势能。本节课将学习重力势能的有关知识。（二）.进行新课：重力势能的大小与什么因素有关呢？演示实验1：演示由质量不同的重锤从相同高度落下，木桩被打进沙箱的深度不同，引导学生分析得出：质量越大的重锤具有的重力势能越大。演示实验2：演示用同一重锤从不同高度落下，木桩被打进沙箱的深度不同，引导学生得出：重锤高度越大，具有的重力势能越大。怎样定量地表示重力势能呢？把一个物体举高，要克服重力做功，同时物体的重力势能增加。一个物体从高处下落，重力做功，同时重力势力能减小。可见重力势能跟重力做功有密切关系。如图1所示，设一个质量为m的物体，从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，重力所做的功为：WG=mgΔh=mgh1-mgh2我们可以看出WG等于mgh这个量的变化。在物理学中就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能用EP来表示。1．重力势能定义：由于物体被举高而具有的能量。重力势能的计算式：EP=mgh.即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积。重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中都是焦耳(J)2．对EP=mgh的理解：式中h应为物体重心的高度。重力势能具有相对性，是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时，应该明确选取零势面。重力势能可正可负，在零势面上方重力势能为正值，在零势面下方重力势能为负值。h1h2ΔhAB图1选取不同的零势面，物体的势能值是不同的，但势能的变化量不会因零势面的不同而不同。例题1：边长为L，质量为m的立方体物体静止放在地面，在其旁边有一高为H的水平桌面,如图2所示.若选地面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？若选桌椅面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？学生先做，老师再讲。解析：EP=mgL/2.EP=-mg(H-L/2).3．重力势能的变化和重力做功的关系引导学生进一步分析：图1中，重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能转化为物体的动能了。重力势能的变化是否在任意情况下都等于重力所做的功？重力做功有什么特点？讨论1：物体从A点下落到B点过程中，如果受阻力作用，重力做的功与重力势能变化之间的关系是怎样的？物体下落受到阻力，只影响物体动能的变化，不影响重力的功，重力势能的变化只与A、B两点的高度差有关。WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2.物体减少的重力势能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，减少的重力势能没有全部转化为动能。讨论2：若物体从A点下落到B点后，再平移到与B点等高的C点，重力做的功是多少？重力做功与重力势能之间的关系又如何？如图3所示。物体由B到C过程中重力不做功，重力势能也不变化，因此物体由A运动到C点过程H图2中，重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2.物体减少的重力势能等于重力所做的功。讨论3:若物体是从A点沿斜面滑到与B点等高的C点，上述关系是否成立？设AC之间长为S，且与水平方向成θ角。重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2由此发现重力做功与路径无关，只跟初末位置高度有关，物体减少的重力势能仍等于重力所做的功。讨论4:物体从B点分别匀速、加速、减速上升到A点，上述关系又是如何呢？无论物体从B点上升到A点是匀速、加速、减速，重力都做负功，且都等于物体重力与初末位置高度差的乘积。而重力势能都增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功。但这三种情况中，由于所受拉力不同，物体动能的变化量等于合外力的功，动能变化量不相同。师生共同总结出重力势能变化只与重力做的功有关，两者关系如下：当物体由高处运动到低处时，重力...