重力势能1.doc

第四节 重力势能（第一课时）教师 王亚琪教学目标1、知识与技能（1）认识重力做功与路径无关的特点；（2）理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；（3）理解重力势能的变化和重力做功的关系；（4）知道重力势能的相对性和系统性。2、过程与方法（1）根据已有的知识，利用极限的思想证明重力做功与路径无关；（2）根据功和能的关系，推导重力势能的表达式。使学生体会知识建立的方法。3、情感态度与价值观：从对生活中有关的物理现象观察、对已有知识的掌握得到物理结论，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。教学重点：重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。教学难点：重力势能的变化和重力做功的关系，重力势能的相对性和系统性。教学内容：（一）问题引入新课问题：水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么来发电的呢？高处的石头欲落下，你为什么害怕，急于要躲开呢？（物体由于被举高而具有重力势能。）功与能是两个密切联系的物理量。物体的高度发生变化，重力要做功，重力势能发生变化。我们认识重力势能，不能脱离重力做功的研究。（二）进行新课本节课就从重力做功的研究入手，来认识重力势能。1、 重力做功的特点（5分钟）（学生活动）下面请同学们根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A到B过程中重力所做的功。甲AABB乙h1h2hABhh2h1丙A1A2A3h1h2h3学生代表投影自己解题步骤并总结出重力做功的特点（教师总结）：根据功的定义式，力对物体做的功等于力的大小与力方向的位移乘积，物体不管沿那种路径向下运动，只要初位置和末位置所处的高度相同，重力方向上的位移（即竖直高度）就相同，重力做的功就相同，也就是重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关，即与初末位置的高度差有关。结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。（目标检测）：完成学案导练1如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达h/4的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为 2、重力势能（学生活动）结合学案目标二导思部分阅读课本重力势能部分（5分钟）（教师总结并板书）（5分钟）我们知道功是能量转化的量度，正是因为重力做功与路径无关，说明与重力做功相关的能量才是一种“物体凭借其位置所具有的能量”，才是一种势能，才能把mgh叫做重力势能。如果重力做功与路径有关，那么与重力做功相关的能量也就与路径有关，就不能把mgh叫做重力势能，正如摩擦力做功与路径有关，对于摩擦力就不能引入相应的摩擦力势能。（1）定义：地球上的物体具有的和它的高度有关的能量，叫做重力势能。（2）表达式：Ep=mgh 即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。其中m表示物体的质量，g表示地球表面附近的重力加速度，h表示物体距参考面的高度差h1h2h12（3）重力势能为标量，只有大小没有方向，但有正负之分，（正值表示物体所在位置在参考面的上方，负值表示物体所在位置在参考面的下方）其正负表示了重力势能的大小。正值就比负值大。重力的功也是标量，也有正负之分，重力做功的正负表明了重力相对于受力物体在效果上讲属于动力还是阻力，功的正负不表示大小，比较功的多少时，不能带正负号，即取绝对值比较。（4）单位：1J=1kgm/s2m=1Nm 3、 重力势能的变化和重力做功的关系（10分钟）教师出示问题问题1：分析上图中小球从12和从21过程中，重力做功情况，重力势能变化情况？（学生活动）自行解决，代表讲解教师总结并板书分析：式中：为重力做功；EP1=mgh1为初位置的重力势能；EP2=mgh2为末位置的重力势能（以地面为参考面）。重力势能的变化表示为：EP= EP2- EP1 则： Wmg= （EP2EP1）= EP问题2:小球沿倾角为光滑斜面下滑到底端，斜面的高度为h，计算重力做功及重力势能的变化量。问题3:如果斜面粗糙结果如何？总结：（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。（3）重力势能变化只与重力做功有关，跟物体做什么运动以及是否同时还有其作用力（如牵引力、阻力等）的存在无关。（目标检测）学案导练2（3分钟）起重机以g/4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？（3/4mgh,mgh,重力势能增加了mgh）4、 重力势能的相对性（7分钟）阅读课本61页重力势能相对性的内容问题1：手拿教科书放在某一位置，问高度是多少？物体的高度总是相对某一水平面来说的。同样，物体的重力势能也是相对于某一水平面来说的，具有相对性。问题2：以天花板为参考平面，讲桌上的粉笔盒重力势能是多少？总结：（1）参考平面上，EP=0；（2）参考平面的选取一般以研究问题的方便为原则，一般以地面或所研究问题得最低点为参考平面。（3）对选定的参考平面而言： 上方：h0，EP0； 下方：h0，EP0，表示物体这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。5、 重力势能的系统性（5分钟）（学生活动）阅读课本61页势能是系统所共有的这部分内容重力势能是地球与物体这一系统所共有的，不是物体单独所有的，通常说某物体的重力势能是多少，只是一种简化的说法。（目标检测）学案导练3（3分钟）学生整理（2分钟）板书设计：第四节 重力势能1、重力做功：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。2、重力势能（1）定义：地球上的物体具有的和它的高度有关的能量，叫做重力势能。（2）定义式：Ep=mgh 即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。（3）重力势能为标量。（4）单位：1J=1kgm/s2m=1Nm 3、重力势能的变化和重力做功的关系Wmg=EP、物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；、物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。、重力势能变化只与重力做功有关，与其他力无关。4、重力势能的相对性（1）参考平面上，EP=0；（2）参考平面的选取一般以研究问题的