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重力势能吉林省临江市第一中学 张志勇百度注册用户名：ljyzzzy一、 教案背景1，面向学生：中学 小学 2，学科：物理2，课时：13，学生课前准备：1.用功的公式定量推导重力所的做功2.总结重力做功物体重力势能的变化之间的关系二、 教学课题在探究重力势能及其相对性，重力势能的变化与重力做功的关系过程中，使学生通过独立思考、认真分析、归纳和总结，得出物理规律，让学生体验科学探究式学习方法。三、 教材分析本节讲述重力势能及其规律。重力做功的过程就是物体重力势能变化的过程，关于这个关系，学生往往不易理解，教学时可结合一些实例，通过分析，解开学生的困惑。与以往教材不同的是教科书没有生硬的给出“功是能量转化的量度”。而是在探究重力做功中渗透了这一思想。可以为知识学习做好准备。教学中应注重对学生探究式学习方法的培养。学生分析1.学生在初中时已简单接触过重力势能的概念,在高中阶段要更深入的和定量的学习重力势能及其规律。 学生已经已经具备足够的形象思维能力，但是抽象思维能力有待加强。2.学生已学习了功的概念和计算方法。会通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。教学目标知识与技能1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。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。过程与方法1.用所学功的概念推导重力作功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。2.经历发散思维和理论探究归纳能力，培养逻辑思维的能力。 情感、态度与价值观1.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2.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。教学重点：重点：重力势能的表达式及重力做功跟重力势能改变的关系。教学难点：做功与重力势能变化的关系及重力势能具有相对性。四、 教学方法 实验观察法、分析归纳法、讲练法五、 教学过程一、新课导入 教师通过点击PPT课件播放的打桩机的重锤从高处落下时视频【百度视频】/v_show/id_XMjgzMjIwNTQ4.html教师：打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥桩打进地里，为什么?学生：因为重锤具有重力势能。教师：那么什么是重力势能?学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。教师板书：重力势能通过PPT课件给学生展示吉林丰满水电站图片【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%B7%E1%C2%FA%CB%AE%B5%E7%D5%BE&in=8521&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=19&rn=1&diln=1939&fr=&fm=result&fmq=1331949732203_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2#pn21&-1&di72186043548&objURLhttp%3A%2F%2F%2F%25CF%25C4%25BA%25C3%25BD%25DC%25B5%25C4%25CC%25EC%25BF%25D5%2Fpic%2Fitem%2F86d2ea8ef167f4b4503d92c9.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2F%25CF%25C4%25BA%25C3%25BD%25DC%25B5%25C4%25CC%25EC%25BF%25D5%2Falbum%2Fitem%2F86d2ea8ef167f4b4503d92c9.html&W1600&H1200&T11320&S328&TPjpg说明：激发学生热爱家乡的情感通过点击PPT课件播放雪崩的视频【百度视频】/show/NqQTVgBfSo8xWx-eKwsi6A.html/v_show/id_XMjQ2MDA5NDMy.html通过PPT课件给学生展示甘肃舟曲泥石流图片【百度图片】/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B8%CA%CB%E0%D6%DB%C7%FA%C4%E0%CA%AF%C1%F7&in=8673&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=182&rn=1&di=6662218395&ln=2000&fr=&fm=index&fmq=1332072739961_R&ic=&s=0&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=2#pn182&-1&di6662218395&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fzt%2Fattachement%2Fjpg%2Fsite3%2F20100812%2F001fd04d757f0dce4e2631.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fzt%2F2010%2F2010-08%2F12%2Fcontent_4278382.htm&W900&H600&T11530&S164&TPjpg教师：从图片和视频我们看到物体的重力势能有效加以利用可造福人类，但事物的两面性决定了也会给我们带来灾难。我们有必要充分认识重力势能及其规律，从而更好地改造自然，服务人类。演示实验：在一个透明的玻璃容器内装上沙子教师演示实验1：取大小相同的铁球和木球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。学生回答观察到的现象：质量大的铁球落在沙子中的深度大。教师演示实验2：用同一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。学生回答观察到的现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。教师总结：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。那么，怎样定量地表示重力势能呢?讲授新课 1、定量分析重力做功有与物体重力势能变化关系重力做功：通过PPT课件给学生展示研究重力做功图片【百度图片】/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%CD%BC7.4-3&in=3594&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=15&rn=1&di=50826362475&ln=107&fr=&fm=index&fmq=1332115040733_R&ic=&s=0&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=2#pn15&-1&di50826362475&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fgzwl%2Fjszx%2Ftbjx%2Fkb%2Fbx2%2Fsj%2F201011%2FW020101112611829331795.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fgzwl%2Fjszx%2Ftbjx%2Fkb%2Fbx2%2Fsj%2F201011%2Ft20101112_969976.htm&W604&H220&T9162&S14&TPjpg教师：问题1.已知h1和h2，求物体从A竖直下落到B重力做的功？学生推导得出：WG= mgh = mg(h1h2) = mgh1mgh2 教师：问题2.已知已知h1和h2，求物体从A沿斜线运动到C重力做的功？学生推导仍然可得出：WG = mgcos.l= mgh=mg(h1h2)=mgh1mgh2 合理外推：讨论：如上图所示，物体从高为h1处运动到高为2处，运动的路径有无数条，讨论在曲线运动过程中，重力所做的功是否相同？教师引导学生推导出匀变速直线运动的公式的方法进行推导。学生推导结果：重力所做的功相同。把物体由A运动到B的路径分成许多很短的间隔，每段都可近似看作一段倾斜的直线，中每段小斜线重力做功分别为：mgh1 ，mgh2 ，mgh3 ，mgh4 ，物体通过整个路径重力所做功,等于重力在每一小段所做功的代数和,即WG = mgh1 +mgh2 +mgh3 += mg(h1 +h2 +h3 +)= mgh= mgh1mgh2教师：上述分析过程表明：物体运动时，重力所做的功只跟物体初位置的高度和末位置的高度2有关，跟物体运动的路径无关即：WG = mgh1 - mgh2教师：通过推导我们看到重力所做的功等于这个量的变化，所以在物理学中就用这个式子来表示物体的重力势能重力势能用Ep来表示2、重力势能1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 Ep = mghEp 物体的重力势能，单位：焦（J）m 物体的质量，单位：千克（kg）g 重力加速度，单位：米秒2（ms2）h 物体的高度，单位：米（m）板书：Emgh2.推导重力势能的单位：kg/s2J重力势能的单位是焦耳，字母表示J重力势能是标量3、重力做功与重力势能变化关系教师：因为WG = mgh1 - mgh2 如果用Ep1 = mgh1表示物体在初位置的重力势能，Ep2 = mgh2表示物体在末位置的重力势能则有WG = Ep1 - Ep2学生讨论得出以下结论：当物体由高处运动到低处时，重力做正功，WG 0，Ep1 - Ep2 0，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功当物体由低处运动到高处时，重力做负功，WG 0，Ep1 - Ep2 0，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？4、重力势能的相对性教师：将一个物体放在二楼地面，每层楼高，则该物体的重力势能可能为多大?学生： mgh；0；-mgh教师：同一个物体的重力势能，为什么会有三个不同的值呢?学生：是由于所选高度的起点不同而造成的。高度是相对的，所以重力势能也是相对的，计算重力势能之前需要先选定参考平面（1）在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；（2）在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。（3）势能是标量+、表示大小（4）参考平面的选取是任意的。选取不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同。5、重力势能是系统所共有的重力势能属于物体和地球组成的系统 .必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。【课堂练习】见附页+课后问题与练习1、4【课堂小结】 让学生自己总结所学内容，从而构建他们自己的知识框架，教师点评。【布置作业】课后问题与练习 2、3【板书设计】六、 教学反思这节课的设计注重物理问题的探究过程，能循序渐进，抓住了学生的思维特点，教师引导学生由浅到深的思考问题，得到结论，能充分调动学生的兴趣和积极性，突出学生的主体地位。在老师的引导下让学生用旧知识的推导得到结论完成本节课教学任务，课程改变了一些以前满堂灌的传统教学模式，能引导学生主动分析问题，解决问题，得出结论，学生注意力集中，基本都很热情的参与，自己推导出的每个结论都能使学生产生成就感，学生对知识的理解更具体和深刻，应用知识解决类似问题的能力和速度也会有所提高。本节课是非常重要的知识点，这种教学模式有助于学生以后弹性势能、电势能等知识的学习。七、 教师个人介绍省份：吉林省 学校：临江市第一中学 姓名： 张志勇职称：中教一级 电话：电子邮件：通讯地址：吉林省临江市第一中学教育技术室 邮编： 134600个人介绍：张志勇，男，出生于1972年12月11日，1994年就读于吉林师范学院物理教育专业，1998年7月在该校本科毕业，并获理学学士学位。1998年8月在临江市第一中学参加工作，在教育工作中，爱岗敬业，遵章守纪。工作得到了学校领导和学生的认可，深受全校教职工的好评。在从事物理教学工作过程中，教法得当，科学合理。在从事学校物理实验教学工作中，熟悉实验室的各项工作，能够积极改进实验方法和自制教具应用于学科教学。2010年被评为吉林省教育网络管理先进个人。2011年被教育部教育管理信息中心评为全国中小学网站建设先进工作者。附页【课堂练习】例1关于重力势能的几种理解，正确的是A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题答案：CD.例2如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重