重力势能.doc

7.4 重力势能（陈仕讯）三维目标知识与技能1、 学习重力做功与路径无关的特点2、 学习重力势能的符号、表达式及其单位 3、学习重力势能的相对性，能根据参考平面计算物体的重力势能过程与方法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.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.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 重力势能的系统性和相对性.课时安排 2课时教学过程导入新课情景导入大屏幕投影展示下面几幅图片(雪崩影视短片)，让学生自己仔细观察，并自己提出问题来讨论.美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果.据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众参考问题：1.我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们的是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤.但是一旦大量积雪从高处滑下形成雪崩.一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？发生的雪崩为什么具有这么大的能量？2.通过美国内华达州亚利桑那的陨石坑现象，你能说出这么大的能量与哪些因素有关？学生讨论回答：这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出. 初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能板书课题 【预习案】（阅读教材，完成下列预习答案的校对） 复习：1）功的表达式：W= _；表示 。 预习：一、重力做功的特点1、物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做_功，物体下落时，重力做_功2、物体运动时，重力对它做的功只跟它的_和_的位置有关，而跟物体运动的_无关二、重力势能1定义：物体由于_而具有的能量叫重力势能。2大小：物体的重力势能等于它所受_与所处_的乘积，表达式为_.它的质量越_，所处的位置越_，重力势能就越大。3单位：_，与功的单位相同1 J=1 kgms-2m=1 Nm4重力势能是_量5重力做功与重力势能变化的关系表达式：WGEp1Ep2(1)当物体从高处运动到低处时，重力做_功，重力势能_，即WG0，Ep1Ep2.(2)当物体由低处运动到高处时，重力做_功，重力势能_，即WG0，Ep10，即Ep1Ep2，这说明，重力做功，重力势能Ep减少，减少的值等于重力所做的功. 同理，当物体上升时，重力做负功-mgh，重力势能Ep增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功.重力做功是重力势能变化的量度.三、重力势能的相对性问题：将一个质量为5 kg的铁球放在4楼一张1.5 m高的桌子上，已知每层楼的高度均为2.5 m，求铁球的重力势能. 要求学生分组计算，让各小组代表自由表述自己的计算结果，教师暂不作评价.预测学生的计算情况，在高度的数值代入上有不同的意见.出现计算上的矛盾，此时，教师引导学生感受由于参考面的选取不同，给计算造成了不便，无法计算.因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度. 请学生分别写出上图中以B和地面C为零点的物体的重力势能：Ep1=mgh1，Ep2=mg(h1+h2)，（h1=AB，h2=BC）.总结：1.重力势能具有相对性，是与零点选取有关的，因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置.我们把重力势能为零的水平面叫做零势能面.通常以水平地面为零势能面.2.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的物体，高度是负值，重力势能也是负值.物体具有负的重力势能，表示物体在该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.自主学习：学生分别写出以B和地面C为零点情况下，物体落在B和落在地面C上时与初态的重力势能差：Ep1=-mgh1,Ep2=-mg(h1+h2)，这是与零点选取无关的.师生总结：不论我们如何选择参考系，对于一物理过程，重力势能的改变是一定的.我们今后的学习中，更多地是研究某物理过程中重力势能的变化，这时我们就可以适当选择参考系使问题简化，而不会影响结果.课堂训练1.分析判断下列几种说法是否正确.（1）物体在末位置的重力势能与物体如何运动无关；（2）物体在地球表面和月球表面上的重力势能相等；（3）一个静止的物体重力势能为负值时，说明物体无做功本领.2.起重机以的加速度将质量为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.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J，重力势能减少了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功四、势能是系统所共有的合作探究 引导学生认真研究表达式Ep=mgh,提出问题：重力势能到底是谁的？物体m的？地球的？甲小组讨论结果：重力势能是物体m的,因为mg是物体的重力.乙小组讨论结果：重力势能是地球的，因为重力的施力物体是地球.教师首先肯定甲乙小组的讨论成果，然后加以引导：质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是地球；没有物体，谈不上重力势能；没有地球施加重力，重力势能也就不复存在.师生总结：重力势能是物体跟地球组成的系统所共有的，而不是物体单独具有的.素质教育：关于人类与重力势能的认识，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（雪崩、泥石流：2006年2月17日泥石流突袭菲律宾2 000人丧生）.但是随着人们通过生产实践中对重力势能的认识的逐步加深，我们开始变得乐于挑战这种能量（如攀岩运动）.甚至在可以控制的范围内享受重力势能带给我的种种乐趣（如过山车）.但是，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.介绍水力发电.课堂小结本课主要学习了以下内容：1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定.2.势能是标量，单位是焦耳.3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选