沪科版必修二 势能的变化和机械功 教案.doc

2018-2019学年沪科版必修二 势能的变化和机械功 教案教学目标：（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计算。2. 理解重力势能的变化与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。（二）过程与方法1.根据功与能的关系，推导出重力势能表达式。2.通过实验，使学生掌握科学研究的方法控制变量法。（三）情感态度与价值观通过对生活中现象的观察、讨论，激发学生探索科学的兴趣。教学重点：重力势能的概念及重力做功和重力势能的改变关系教学难点：重力势能的系统性和相对性教学方法：启发、推理、讲授教学设计：（一）引入新课我们知道耸立在峭壁上的石头可能会掉下来，能把树木压断；水坝中的水从高处流下来可以推动发电机发电； 打桩机重锤砸下来，可以把桩柱压入地下；骑自行车下坡不用蹬车速度也越来越快同学们想不想知道这些现象之间有什么联系呢？带着问题，我们来共同学习一下4.1势能的变化和机械功（二）讲授新课问题：1、什么是重力势能？物理学中把物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。 2、重力势能跟哪些因素有关？重力势能与物体的质量和高度有关一、研究重力做功跟重力势能变化的关系1、重力势能的大小 . 定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。. 单位：国际单位制中是焦耳，符号是j。 . 重力势能是标量，状态量。. 重力势能的变化 ep=mgh2-mgh12、重力做功与重力势能变化关系重力做的功等于重力势能的减少量如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功巩固练习：1、物体运动过程中克服重力做功50j，则: a 重力做功为50j b 物体的重力势能一定增加50j； c 物体的动能一定减少50j； d 重力做功为-50j。 3、重力势能的相对性在参考面上方的物体重力势能是正值；在参考面下方的物体重力势能是负值。4、重力势能的系统性重力势能属于物体和地球组成的系统 .平常所说物体的重力势能，只是一种简化的习惯说法。二、重力做功的特点重力做功只跟它起点和终点位置的高度差有关，与物体运动的路径无关。巩固练习：1下列关于重力势能的说法，正确的是()a重力势能等于零的物体，不能对别的物体做功b重力势能是地球和物体共有的，而不是物体单独具有的c在同一高度的质量相同的物体，虽然参考平面选取不同，但重力势能一定相等d在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零解析：选b.重力势能是由物体和地球的相对位置决定的能，由地球和物体所共有，故选项b正确；由于重力势能具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，所以重力势能等于零并不等于没有对外做功的本领，只是表明物体的重心位于参考平面上，故选项a、c错误；只有选地面为参考平面时，地面上的物体重力势能才等于零，故选项d错误2若物体m沿不同的路径和从a滑到b，如图所示，则重力所做的功为()a沿路径重力做功较大b沿路径重力做功较大c沿路径和重力做功一样大 d条件不足，不能判断解析：选c.重力做功的特点：只与高度差有关，与路径无关3如图所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的斜面加速下滑，12，且第一个斜面光滑，第二个斜面粗糙由顶端滑到底端的过程中，重力对物体做的功分别为w1和w2，重力势能的变化量分别为ep1和ep2，则()aw1w2 bw1ep2 dep1ep2解析：选a.两物体的质量相等，重力相同初、末位置的高度差相同，所以重力做功相等，重力势能的改变量也相等，故a正确三、弹性势能1. 物体因发生弹性形变而具有势能称为弹性势能。用ep表示。2弹簧的弹性势能的影响因素：(1)弹簧被压缩或拉伸的形变越大，其弹性势能越大。(2)不同弹簧的劲度系数不同，相同形变的弹性势能也不同。 3弹簧弹性势能的特点：(1)弹性势能也是相对的。弹簧弹性势能的零势能参考点一般选择弹簧原长时的端点，即弹簧处于原长时弹性势能为零。弹簧被压缩或拉伸的形变越大，其弹性势能越大。(2)像重力做功一样，弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加。 (3)弹簧弹性势能的表达式： 式中的k是弹簧的劲度系数，l是弹簧的形变量。不同弹簧的劲度系数不同，相同形变的弹性势能也可能不同。 巩固练习：1关于弹性势能，下列说法中正确的是()a任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能b任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变c物体只要发生形变，就一定具有弹性势能d弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关解析：选ab.由弹性势能的定义和相关因素进行判断发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有弹性势能弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关2.如图所示，一个质量为m的物体，放在水平地面上，物体上方安装一个长度为l、劲度系数为k的轻弹簧处于原长，现用手拉着弹簧上端的p点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，p点的位移(开始时弹簧处于原长)是h，则物体重力势能的增加量为()amgh bmgh cmgh dmgh解析：选c.物体离开地面时，弹簧伸长x 重物上升的高度hhx重力势能增加量epmghmgh 所以正确答案为c.（四）小结：1.重力势能：物体由于被举高而具有的能。2.表达式： ep=mgh3.重力势能正负的含义: 重力势能的符号仅表示相对大小。 4.相对性：重力势能是相对的，所选的零势能面不同，重力势能的值是不同的，但两点间的势能差是绝对的，只取决于两点间的高度差，与零势能面的选取无关。5.重力做功的特点：只跟它起点和终点位置的高度差有关，与物体运动的路径无关。6. 物体因发生弹性形变而具有势能称为弹性势能。7. 弹簧的弹性势能的影响因素： (1)弹簧被压缩或拉伸的形变越大，其弹性势能越大。 (2)不同弹簧的劲度系数