课题重力势能.doc

课题 重力势能一、课标要求：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。二、教学目标：1、掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生透过现象（不同物理情境下重力做功）看本质（重力做功与路径无关只与初末位置有关）的推理能力。亲身感受知识的建立过程。2、通过重力势能概念的建立培养学生认真严谨的科学态度和探究创造的心理品质。3、根据学生的交流、合作得出重力势能具有相对性。三、重点和难点：重点：（1）通过功能关系的讨论得到重力做功的特点和重力势能的概念； （2）重力做功跟物体重力势能改变的关系； （2）重力势能的系统性和相对性。教学策略：教师的引导，学生的讨论、评议，教师再点拨，得出结论。难点： 重力势能概念的建立。四、设计思路：在认识能量的历史过程中，人们建立了“功”的概念，因而功和能是两个密切联系的物理量，在物理过程中可以把之汇合起来。重力做功与重力势能的变化过程中就是典型的事例。本节就是从这里开始，讨论功和能的关系的。这既是一种教学思路，也是一种科学思维之路，对培养学生的逻辑思维能力和研究方法是有益的。通过分析重力做功的特点得到表达式，并分析其特殊的物理意义，水到渠成的得到重力势能的概念。在通过教师与学生的互动得到重力势能具有相对性与系统性。五、活动设计 教学进程教师活动学生活动活动目标及说明（一）引入新课：提问：什么叫重力势能？回答：物体由于被举高而具有的能。阐述：功和能是两个密切联系的物理量，在物体被举高时，重力做负功，物体下降时，重力做正功。因此认识重力势能不能脱离重力做功的研究。（二）讲授新课：重力的功画图并提问1：质量为的物体从高度是h1的位置，竖直向下运动到高度是h2的位置，重力做多少功？提问2：此表达式与物体的速度有无关系？回答1：由做功的表达式得回答2：不管物体做匀速还是变速运动，做功值不变。画图并提问3：同一物体仍然从上向下运动，高度也降为，但沿光滑斜面向下运动，此过程重力做多少功？ 提问4：当其他条件不变，斜面如果是粗糙时，重力做多少功？学生板书演示： 回答4：根据做功的两大因素知道，重力做功保持不变。阐述：上面两种情况下，尽管物体运动的路径不同，但高度的变化是一样的，而重力做功也是一样的。提问5：假设这个物体沿任一曲线路径由高度是的起点运动到高度是的终点时，重力做多少功？我们如何来处理这种相对复杂的问题？通过学生们互相讨论积极回答5：可以通过极限的思想化曲为直，通过已有的知识得每一直线段重力所做的功。通过累加得到整个曲线过程重力所做的功。回答：通过刚才的方法我们可以得到 让学生积极参与到课堂上来，使之真正成为课堂的主人，学习的主人。体会学习的乐趣。通过教师的引导，学生的积极参与得到知识，而不要作为一个知识点硬塞给学生，否则没有感性认识，容易忘记。通过以上分析，请大家总结一下重力做功的特点学生1：物体运动时，重力对它做过的功只跟起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。学生2：重力做功的表达式分析重力做功的特点以及做功的表达式，为引入势能概念作铺垫。重力势能概念的引入阐述：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。看起来，物体所受的重力mg与所处位置的高度h的乘积mgh，是一个具有特殊意义的物理量。提问：请大家讨论一下它到底有什么特殊意义？学生1：mgh 这个物理量是从重力做功的过程中讨论出来的，而重力做功又与重力势能有关，所以mgh与重力势能有关。学生2：mgh 这个物理量随着高度的变化而变化，它与势能的基本特征一致。对学生的积极回答要及时肯定，激发他们的学习热情。重力势能概念的引入是个难点，要给学生一定的讨论空间，思维时间。让学生体会得到结论。 重力势能板书：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。提问：有了重力势能的表达式，如何用公式及语言表示重力做的功与重力势能的关系？学生1：WG=mgh=mgh1-mgh2=EP1-EP2学生2：重力做正功时，重力势能减小；重力做负功时，重力势能增加。学生3：重力做功的过程是重力势能与其他形式的能相互转化的过程。得出重力势能与重力做功的关系。阐述：在物体运动的过程中，重力做的功量度了重力势能的变化，正是因为重力做功具有与路径无关的特点才能引入重力势能的概念。由于摩擦力做功与路径有关，所以不能引入摩擦势能。重力势能的相对性提问1：一个质量为1kg的物体放在离某一平台为1 m的高度处，平台高2m，物体的重力势能为多少？为什么？回答1：根据定义EP=mgh得30J。回答2：根据定义能得10J。提问：都是由定义得结论为什么又有不同的结论？哪一个是对的？回答1：两者h的取值不同，所以结论也不同。我认为h取3m即离地面的高度时算的结果是正确的。回答2：我认为两种结论都对，只要交代以哪一个平面为参考平面来取h值通过学生自己发现问题，解决问题得出重力势能具有相对性。通过问题交代是标量。阐述：刚才一位同学说的很好，这就是重力势能具有相对性这一特点。我们在求物体的重力势能为多少时一定要先交代参考平面，通常我们选地面为参考平面。选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但这并不影响问题的研究，因为在与重力势能相关的问题中，有确定意义的是势能的差值，选择不同的参考平面对这个差值没有影响。提问2：还是刚才的例子，如以平台为参考平面，在平台下方1m处的这个物体的重力势能为多少？负号的物理意义是什么？回答3：当物体处在平台的下方时，其重力势能为10J。势能跟其他形式的能一样，也是一个标量，其符号只代表大小，这里的负号说明物体在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。 重力势能的相对性与系统性内容比较简单，容易理解。时间可以少一点。势能是系统共有的提问：离开地球，物体的重力势能为多少？阐述：重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的。除了重力势能，还有其他形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间存在相互