相关推荐： |
你当前的位置： >>
4.重力势能教学设计第二课时
4.重力势能　 高中物理 & & & 人教2003课标版
一、知识与技能 1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。 2.理解重力势能的变化和重力做功的关系.知道重力做功与路径无关。 3.知道重力势能的相对性。 4.知道重力势能的系统性。 二、过程与方法 1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式。 2.学会从功和能的关系上解释和分析物理现象。 3.通过实验，使学生掌握科学的研究方法——控制变量法；培养学生的实际操作能力。 4.通过对结果的分析，培养学生发散性思维，及分析、推理、归纳的能力。 三、情感态度与价值观 1.通过对实验操作、观察、讨论，以及得出本节课物理知识的过程和方法，激发学生探索的兴趣和热爱科学的精神。 2.渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
充分体现新课标的要求，在课堂教学中突出学生的主体作用，发挥学生的主观能动性，调动学生积极合作学习的意识.通过教师和学案的引导作用，让学生注意到知识的生成性，并注重联系生产和生活实际，让学生感触物理的魅力与价值。
初中阶段学生对重力势能有所了解，但仅仅是限于识记公式方面，对于其中的内涵、知识的生成、以及重力势能与重力做功的关系和重力势能的特点基本一无所知，但是高一学生的思维非常活跃，可塑性强，容易受老师教学思路的影响形成良好的思维定势，如果教师教法得当，学生很容易形成科学的思维方法。
教学重点： 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。 教学难点： 重力势能的系统性。
5.1 第一学时
&&&&教学活动
活动1【讲授】教学活动
教学过程：& &师：大家好！很高兴能和大家一起学习。让我们通过一段视频带领我们走进今天的物理课堂。生：观看视频师：瞧！小小的钥匙，空空的饮料瓶，30g的鸡蛋，从高空坠落，竟能造成如此巨大的危害。（直接演示图片）雪崩——洁白无银的雪花，总让人浮想联翩，如此柔软而美丽的雪花，却具有着惊人的破坏力。一颗30--50米的铁质流星撞击地面，竟能撞出一个能容纳20个足球场，200多万观众的陨石坑。2011年，“中国十大感动人物之一”“最美丽的妈妈”吴菊萍奋不顾身接住了从10楼坠落的女童，挽救了一条生命，却多处骨折。三峡水电站——水从高空（手势），以迅雷不及掩耳之势进行水力发电。师：以上四例，均有一个共同的特点？生：均从高空坠落师：非常好！物体从高空坠落，释放出如此巨大的能量，那又是因为什么原因，使它们储存着如此巨大的能量呢？生：物体很高& 重力势能师：这就是我们初中所学过的。。。。（给学生留下时间）物体由于被举高而具有的能量。。生：重力势能师：这是两个相同大小的乒乓球和小铁球，我将从相同的高度让它们落在一位同学的脚上，有谁愿意充当这位勇士？（将乒乓球砸到她的脚上）师：现在我要换成铁球了哟。（换成一个铁球，从同一高度欲释放）（我要放了哟！）生：躲开师：你有什么感受？生：质量轻的不是很害怕，铁球要重些。师：很好，即是说铁球的质量要大些。（将铁球放到学生手上）问：现在你为什么不躲？生：师：可见，影响重力势能的因素有哪些？生：质量 和高度师：那重力势能和质量、高度到底有着怎样的关系呢？前面所有实例均是一物体从高空坠落，就好比这个小球（静止释放小球），小球在重力的作用下发生了一段位移，则重力在对物体。。生：做功师：在重力做功的过程中，重力势能随着高度的变化而变化，说明重力势能和重力做功密切相关。看来，要研究重力势能，可以从重力做功入手。（板书）说到功，我们一起来回忆一下功的相关知识，首先我们请一位同学来给大家写一下功的表达式。生：w=Flcosα师：我们还要明确知道这个表达式中各符号所代表的物理含义，其中F表示？生：作用在物体上的力师：l表示？生：物体发生的位移。师：a表示？生：力和位移两个矢量之间的夹角。师：接下来我们就一起来研究一下重力做功的情况，一质量为m的物体，从h1高处竖直落到h2高处，重力做功为多少？生:mgh师：我们一般在做题目时一定要和题目中所给的字母吻合。生：mgh1-mgh2师：如果该物体沿着倾斜直线向下由高度h1降为h2，重力做功情况又该如何？生：mgLcosa师：这里的Lcosa其实也就是我们图中的h1-h2。如果该物体沿着任一路径由高度h1的A运动到高度h2的B点，重力做功情况又该如何？请同学们以小组为单位进行讨论。生：讨论。师：请某某小组的某位同学代表你们小组来展示一下，让我们大家见识见识这个小组的实力。生：（到讲台上讲）（书上的内容）师：（表扬）这我们匀变速直线运动求位移的处理的方法类似，采取无限分割的方法——即微元法，将整个路径分成许多很短的间隔，由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一段倾斜的直线。设每段小斜线的高度差分别是& ，则物体通过每段小斜线时重力所做的功分别为mg ，物体通过整个路径时重力做的功，等于重力在每小段上所做功的代数和，即是WG=mgh1—mgh2。师：如果倾斜的直线是个斜面，那斜面是否光滑对重力做功有影响吗？生：会&&& 不会师：因为我们只计算重力所做的功，与是否收到其他力和其他力是否做功无关。请同学们观察一下，物体沿三种不同路径运动，重力做功有什么特点？生：相同。师：所以，重力做功的特点是？请这位同学代表你们小组来说一下。生：重力做功只与起点位置和终点位置的有关，与路径无关师：质量为m的乒乓球从h高处静止落下，重力做功为多少?生：mgh师：如果我将小球从h高处以某一初速度水平抛出落在地面上，重力做功为多少？生：mgh师：如果我将小球从h高处以某一速度竖直向上抛出，重力做功又为多少呢？生：mgh师：由此可见，重力做功只和起点和终点位置有关，而和物体运动的路径无关，也就是只与初末位置的高度差有关。师：（过渡）重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差，也就是mgh1-mgh2。在重力做功的过程中，重力势能在发生改变，由表达式我们发现，是mgh在发生改变，看起来“mgh”是一个具有特殊意义的物理量，它既与重力做功密切相关，又与m、h有关，恰与重力势能的基本特征一致，于是，我们把mgh叫做物体的重力势能，在物理学中，我们用Ep来表示。则重力势能的表达式为？生：mgh师：那么，物体在不同的高度具有不同？生：重力势能师：物体在初状态的重力势能为mgh1，用Ep1来表示，末状态的重力势能为mgh2，用Ep2来表示，则重力所做的功可以用？生：Wg=Ep1—Ep2师：即重力所做的功则等于物体运动初状态的重力势能减去末状态的重力势能，切记，是初减去末哦！！师：与其他形式的能一样，在国际单位制中，重力势能的单位也是？生：焦耳师：简称焦，用大写的J来表示。每学一个新的物理量都要研究他是标量还是矢量，与其他形式的能一样，重力势能是个？生：标量师：只有大小，没有方向。学习了重力势能的相关知识，接下来我们就来加以巩固。生：练习师：有请这位同学展示一下成果。生：展示成果师：请同学们仔细观察一下这个结果，看能否从中得出什么结论？生：重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加。师：并且重力势能的减少量等于重力做的功，重力势能的增加量就等于克服重力做的功。&& 同学们再思考：如果该物体不是匀速上升，而是变速上升，变速下降，那重力做的功重力势能的变化情况又该怎样呢？生：不变师：非常好！！重力势能的变化只与重力做功有关，与物体的运动状态。。。生：无关师：（随手拿个乒乓球）整个过程中，重力做功为？生：零师：重力势能变化了吗？生：没有师：下面我们来个脑筋急转弯，人从10楼跳下，为何会平安无事？生：向里面跳师：为什么不向外面跳？生：可能师：对！向里跳只有1m，向外跳却有27m。。人站在同一位置，为什么却有不同的高度？生：参考平面选择不同师：非常不错。说明高度具有？生：相对性师：而重力势能和高度有关，那么？生：重力势能具有相对性师：所以，人向里跳时高度相对于地板很低，所以重力势能小，而相对于地面，重力势能大。接下来我们思考一下这个题目？生：自己完成师：（待其有异议后让其讨论），到底哪个答案是正确的呢？生：都正确师：我觉得A的势能为0，我们到底谁说的正确？生：都正确师：为什么呀？生：参考平面选择的不同师：非常好！因此我们在确定物体在某一点的重力势能时应先确定其参考平面，即选定其高度为零的水平面我们称之为参考平面，也称之为零势能面，处在参考平面上的物体重力势能为零。选完参考平面以后再确定其高度h。位于参考平面上方其高度h为？生：正值师：重力势能也为？生：正值师：当h为正值时，h越大，表明其高度越高，重力势能越？生：大师：位于参考平面的下方，高度h为负值，则其重力势能也为负值。当h为负值时，h的绝对值越大，表明离参考平面距离越大，其高度反而？（手势）&&& 生：越低师：则重力势能越？&& 生：低师：若以A点所在的平面为参考平面，则A点的重力势能为？&&& 生：0师：位于该参考平面的上方重力势能为？&& 生：正值师：位于该参考平面的下方重力势能为？&& 生：负值师：那同一小球在水平桌面和地面的重力势能都为负值，那物体在桌面和地面处哪个重力势能更大？&&& 生：桌面& 地面师：不要忘记这里的高度是一个负值，高度h的绝对值越大，表明其离参考平面距离越大，也表明其位置越？& 生：低&师：则重力势能越低。因此这里的正负表示什么含义？& 生：大小&师：如5J 0 -6J -10J,哪个重力势能更大？请同学们排序一下生：师：非常好！接下来我们就来检验一下同学们对知识的掌握。生：练习师：请某某同学展示一下他的成果生：展示师：大家仔细观察，选不同的参考平面，小球A的重力势能的值以及重力势能改变量的值。从中你能得出什么结论？请同学们讨论一下生：师：（归纳& 点评）结论：选取不同的参考平面，重力势能的数值就不相同，但是重力所做的功与重力势能的减少量与参考平面的选取有没有关系？生：没有。师：现在请同学们想一想：重力势能跟重力密切相关，如果没有了重力，物体还有重力势能吗？生：没有师：质量是物体的固有属性，而重力是物体跟地球的相互作用，因此严格来说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法。师：（过渡）这即是我们今天的主要内容，通过这节课，你有哪些收获？让你感受最深的是什么？生：师：非常好！人类对重力势能的认识是一个从恐惧到挑战直到合理改造的过程，人们对重力势能的恐惧感是与生俱来的，但是，随着人们通过生产实践中对重力势能认识的逐步加深，我们开始变得乐于挑战这种能量，甚至在可控范围内享受着重力势能带给我们的种种乐趣，同学们，科学的意义不仅仅是认识自然、挑战自然，更在于能动地利用自然。
4.重力势能　
课时设计 课堂实录
4.重力势能　
&&&&教学活动
活动1【讲授】教学活动
教学过程：& &师：大家好！很高兴能和大家一起学习。让我们通过一段视频带领我们走进今天的物理课堂。生：观看视频师：瞧！小小的钥匙，空空的饮料瓶，30g的鸡蛋，从高空坠落，竟能造成如此巨大的危害。（直接演示图片）雪崩——洁白无银的雪花，总让人浮想联翩，如此柔软而美丽的雪花，却具有着惊人的破坏力。一颗30--50米的铁质流星撞击地面，竟能撞出一个能容纳20个足球场，200多万观众的陨石坑。2011年，“中国十大感动人物之一”“最美丽的妈妈”吴菊萍奋不顾身接住了从10楼坠落的女童，挽救了一条生命，却多处骨折。三峡水电站——水从高空（手势），以迅雷不及掩耳之势进行水力发电。师：以上四例，均有一个共同的特点？生：均从高空坠落师：非常好！物体从高空坠落，释放出如此巨大的能量，那又是因为什么原因，使它们储存着如此巨大的能量呢？生：物体很高& 重力势能师：这就是我们初中所学过的。。。。（给学生留下时间）物体由于被举高而具有的能量。。生：重力势能师：这是两个相同大小的乒乓球和小铁球，我将从相同的高度让它们落在一位同学的脚上，有谁愿意充当这位勇士？（将乒乓球砸到她的脚上）师：现在我要换成铁球了哟。（换成一个铁球，从同一高度欲释放）（我要放了哟！）生：躲开师：你有什么感受？生：质量轻的不是很害怕，铁球要重些。师：很好，即是说铁球的质量要大些。（将铁球放到学生手上）问：现在你为什么不躲？生：师：可见，影响重力势能的因素有哪些？生：质量 和高度师：那重力势能和质量、高度到底有着怎样的关系呢？前面所有实例均是一物体从高空坠落，就好比这个小球（静止释放小球），小球在重力的作用下发生了一段位移，则重力在对物体。。生：做功师：在重力做功的过程中，重力势能随着高度的变化而变化，说明重力势能和重力做功密切相关。看来，要研究重力势能，可以从重力做功入手。（板书）说到功，我们一起来回忆一下功的相关知识，首先我们请一位同学来给大家写一下功的表达式。生：w=Flcosα师：我们还要明确知道这个表达式中各符号所代表的物理含义，其中F表示？生：作用在物体上的力师：l表示？生：物体发生的位移。师：a表示？生：力和位移两个矢量之间的夹角。师：接下来我们就一起来研究一下重力做功的情况，一质量为m的物体，从h1高处竖直落到h2高处，重力做功为多少？生:mgh师：我们一般在做题目时一定要和题目中所给的字母吻合。生：mgh1-mgh2师：如果该物体沿着倾斜直线向下由高度h1降为h2，重力做功情况又该如何？生：mgLcosa师：这里的Lcosa其实也就是我们图中的h1-h2。如果该物体沿着任一路径由高度h1的A运动到高度h2的B点，重力做功情况又该如何？请同学们以小组为单位进行讨论。生：讨论。师：请某某小组的某位同学代表你们小组来展示一下，让我们大家见识见识这个小组的实力。生：（到讲台上讲）（书上的内容）师：（表扬）这我们匀变速直线运动求位移的处理的方法类似，采取无限分割的方法——即微元法，将整个路径分成许多很短的间隔，由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一段倾斜的直线。设每段小斜线的高度差分别是& ，则物体通过每段小斜线时重力所做的功分别为mg ，物体通过整个路径时重力做的功，等于重力在每小段上所做功的代数和，即是WG=mgh1—mgh2。师：如果倾斜的直线是个斜面，那斜面是否光滑对重力做功有影响吗？生：会&&& 不会师：因为我们只计算重力所做的功，与是否收到其他力和其他力是否做功无关。请同学们观察一下，物体沿三种不同路径运动，重力做功有什么特点？生：相同。师：所以，重力做功的特点是？请这位同学代表你们小组来说一下。生：重力做功只与起点位置和终点位置的有关，与路径无关师：质量为m的乒乓球从h高处静止落下，重力做功为多少?生：mgh师：如果我将小球从h高处以某一初速度水平抛出落在地面上，重力做功为多少？生：mgh师：如果我将小球从h高处以某一速度竖直向上抛出，重力做功又为多少呢？生：mgh师：由此可见，重力做功只和起点和终点位置有关，而和物体运动的路径无关，也就是只与初末位置的高度差有关。师：（过渡）重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差，也就是mgh1-mgh2。在重力做功的过程中，重力势能在发生改变，由表达式我们发现，是mgh在发生改变，看起来“mgh”是一个具有特殊意义的物理量，它既与重力做功密切相关，又与m、h有关，恰与重力势能的基本特征一致，于是，我们把mgh叫做物体的重力势能，在物理学中，我们用Ep来表示。则重力势能的表达式为？生：mgh师：那么，物体在不同的高度具有不同？生：重力势能师：物体在初状态的重力势能为mgh1，用Ep1来表示，末状态的重力势能为mgh2，用Ep2来表示，则重力所做的功可以用？生：Wg=Ep1—Ep2师：即重力所做的功则等于物体运动初状态的重力势能减去末状态的重力势能，切记，是初减去末哦！！师：与其他形式的能一样，在国际单位制中，重力势能的单位也是？生：焦耳师：简称焦，用大写的J来表示。每学一个新的物理量都要研究他是标量还是矢量，与其他形式的能一样，重力势能是个？生：标量师：只有大小，没有方向。学习了重力势能的相关知识，接下来我们就来加以巩固。生：练习师：有请这位同学展示一下成果。生：展示成果师：请同学们仔细观察一下这个结果，看能否从中得出什么结论？生：重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加。师：并且重力势能的减少量等于重力做的功，重力势能的增加量就等于克服重力做的功。&& 同学们再思考：如果该物体不是匀速上升，而是变速上升，变速下降，那重力做的功重力势能的变化情况又该怎样呢？生：不变师：非常好！！重力势能的变化只与重力做功有关，与物体的运动状态。。。生：无关师：（随手拿个乒乓球）整个过程中，重力做功为？生：零师：重力势能变化了吗？生：没有师：下面我们来个脑筋急转弯，人从10楼跳下，为何会平安无事？生：向里面跳师：为什么不向外面跳？生：可能师：对！向里跳只有1m，向外跳却有27m。。人站在同一位置，为什么却有不同的高度？生：参考平面选择不同师：非常不错。说明高度具有？生：相对性师：而重力势能和高度有关，那么？生：重力势能具有相对性师：所以，人向里跳时高度相对于地板很低，所以重力势能小，而相对于地面，重力势能大。接下来我们思考一下这个题目？生：自己完成师：（待其有异议后让其讨论），到底哪个答案是正确的呢？生：都正确师：我觉得A的势能为0，我们到底谁说的正确？生：都正确师：为什么呀？生：参考平面选择的不同师：非常好！因此我们在确定物体在某一点的重力势能时应先确定其参考平面，即选定其高度为零的水平面我们称之为参考平面，也称之为零势能面，处在参考平面上的物体重力势能为零。选完参考平面以后再确定其高度h。位于参考平面上方其高度h为？生：正值师：重力势能也为？生：正值师：当h为正值时，h越大，表明其高度越高，重力势能越？生：大师：位于参考平面的下方，高度h为负值，则其重力势能也为负值。当h为负值时，h的绝对值越大，表明离参考平面距离越大，其高度反而？（手势）&&& 生：越低师：则重力势能越？&& 生：低师：若以A点所在的平面为参考平面，则A点的重力势能为？&&& 生：0师：位于该参考平面的上方重力势能为？&& 生：正值师：位于该参考平面的下方重力势能为？&& 生：负值师：那同一小球在水平桌面和地面的重力势能都为负值，那物体在桌面和地面处哪个重力势能更大？&&& 生：桌面& 地面师：不要忘记这里的高度是一个负值，高度h的绝对值越大，表明其离参考平面距离越大，也表明其位置越？& 生：低&师：则重力势能越低。因此这里的正负表示什么含义？& 生：大小&师：如5J 0 -6J -10J,哪个重力势能更大？请同学们排序一下生：师：非常好！接下来我们就来检验一下同学们对知识的掌握。生：练习师：请某某同学展示一下他的成果生：展示师：大家仔细观察，选不同的参考平面，小球A的重力势能的值以及重力势能改变量的值。从中你能得出什么结论？请同学们讨论一下生：师：（归纳& 点评）结论：选取不同的参考平面，重力势能的数值就不相同，但是重力所做的功与重力势能的减少量与参考平面的选取有没有关系？生：没有。师：现在请同学们想一想：重力势能跟重力密切相关，如果没有了重力，物体还有重力势能吗？生：没有师：质量是物体的固有属性，而重力是物体跟地球的相互作用，因此严格来说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法。师：（过渡）这即是我们今天的主要内容，通过这节课，你有哪些收获？让你感受最深的是什么？生：师：非常好！人类对重力势能的认识是一个从恐惧到挑战直到合理改造的过程，人们对重力势能的恐惧感是与生俱来的，但是，随着人们通过生产实践中对重力势能认识的逐步加深，我们开始变得乐于挑战这种能量，甚至在可控范围内享受着重力势能带给我们的种种乐趣，同学们，科学的意义不仅仅是认识自然、挑战自然，更在于能动地利用自然。
精品导学案
中小学教师帮}