高中物理 第2章 能的转化与守恒 第2节 势能的改变教学设计2 鲁科版必修2-鲁科版高一必修2物理教案VIP免费

第2节势能的改变教学过程（一）重力势能◆第一层次：探究EP=mgh▲提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？▲建立假设师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。生：高度有关。①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。②例如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你如坐针毡。“禁止高空抛物”；高层建筑在施工时必须有“工程防护网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险）生：①与物体的质量（重力）有关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃，就不会觉得可怕。②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是200千克的杠铃，你有何感受？生：与质量和高度都有关系。…..（教师做好对学生的即时性评价）▲检验假设①实验定性检验出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶）、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果明显，可见度大。教师演示，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。[教师引导]前面我们已学过，物体所具有能量越大，对外做功的本领就越强。得到：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。②理论定量推导师：功是能量变化的量度，我们可否通过“力做了多少功，对应的重力势能就有多少发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系。学生讨论、设计物理过程，并发表自己的设想。可能的设想：（教师随手演示）如图1，小球做自由落体运动，由动能定理mgh=;由“能量守恒”（动能由重力势能转化而来）重力势能等于动能即EP=，所以EP=mgh如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg；则F做功为WF=Fh=mgh;由功能关系得到：EP=WF=Fh=mgh▲得出结论：EP=mgh◆第二层次：理解EP=mgh主要采取讲授式①标矢性：标量②单位：焦耳（J）③相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。[相对性的教学]☻出示电视剧“雪城”主题曲〈心中的太阳〉歌词片段：…山上有棵小树山下有棵大hm图1hm图2树，我不知道我不知道我不知道，那个更大那个更高…☻学生讨论：相对高度和绝对高度的意义☻教师引导：零高度的参考平面对应零势能参考平面（说明规定零势能参考平面的必要性）☻举例深化：通过的例子（书放在课桌上，分别以地面和桌子作为参考面，讨论重力势能。教师随手演示。）来说明：重力势能的正负含义；一般情况下以地面作为零势能的参考平面。（重新指出：图1、图2定量推导时是以地面为参考平面的。使推导更加有科学性和完整性）过渡语：功是能量变化的量度，有力做功就有对应的能量发生变化，物体重力势能发生变化与什么力做功相对应呢？生：重力（二）重力做功与重力势能的改变1．实例探究举例：一只花盆从16楼窗台落地，根据给出数据计算填表（事先印发）。[学生讨论探究]：从表格中能总结出什么规律？（分组讨论，交流，教师引导总结）规定的花盆在各点处花盆仅在重力作用下花盆在重力和阻力作用下m=2kg，h=50m，h1=10m，g=10m/s2A：16楼B：3楼零势面的重力势能重力势能的改变重力做功重力势能的改变重力做功地面EPA=1000JEPB=200J-800J800J-800J800J三楼EPA=800JEPB=0-800J800J-800J800J[教师引导的方向]①重力势能与零势面选取有关吗？物体在某两点间重力势能的改变与零势面选取有关吗？（指出改变量是末状态量减去初状态量）②物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功有关吗？[学生总结规律]①重力势能的具有相对性（相对于不同的参考平面重力势能的大小不同），确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。重力势能的变化与零势能面的选取无关，具有绝对性②重力势能的变化与重...