鲁科版必修二 2.2 势能的改变 教案.doc

2.2 势能的改变 一教学目标1、知识目标 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4.了解弹性势能2、能力目标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形象3、德育目标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二教学设计教学重点: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教学方法:实验观察法、分析归纳法、讲练法三教学过程一、复习导入教师：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思考：重力势能大小和什么有关？ 演示实验：在一个透明的玻璃容器内装上沙子，沙子上放上一小桌实验一：用一个铁块从不同高度释放，撞击小方凳，观察小桌落在沙子中的深度实验二：用大小不同的两个铁块从同一高度释放，分别撞击小桌，观察小桌落在沙子中的深度学生回答观察到的现象：在实验一中，物块的释放高度越大，小桌落在沙子中的深度越大在实验二中，释放的物块质量越大，小桌落在沙子中的深度大教师：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，重力势能就越大二、新课教学(一)重力势能 1.教师活动：在物理学中，我们用mgh这个物理量来表示物体的重力势能。公式表示为：说明：重力势能与物体的质量和所处的高度有关，物体质量越大，所处的高度越高，重力势能越大。单位: j 标量（二）重力势能的相对性教师活动：让学生思考讲台桌上粉笔盒的重力势能（粉笔盒的质量为m）。（学生此时会出现困惑，搞不清楚粉笔盒所处的高度，无法用公式来计算。教师此时引入零势能参考平面）。教师活动：要计算粉笔盒的重力势能，肯定要确定物体所处的高度，而物体的高度具有相对性。这时我们必须选定某一水平面，把这个水平面的高度定为零。则物体在该平面上的重力势能也为零，这样的水平面叫零势能参考平面。（分析粉笔）：如果选取讲台为零势能参考平面，放在桌上的粉笔重力势能就为零。当粉笔放在离讲台以上高度时，重力势能为mg。当粉笔放在讲台以下高度为时，重力势能为-mg.物体具有负的重力势能，表示它在该位置的重力势能比放在参考面上所具有的重力势能小。也就是说，在零势能面上方的物体，重力势能为正值，物体在该位置的重力势能比放在参考面上所具有的重力势能大。在零势能面下方的物体，重力势能为负值，物体在该位置的重力势能比放在参考面上所具有的重力势能小。更进一步：分别选取地面和讲台作为零势能面，计算粉笔盒从高为下落到高为时，重力势能的变化量。小结：（1）重力势能具有相对性，要确定物体的重力势能，必须选取零势能面。零势能面选取的不同，物体所具有的重力势能不同。 (2) 零势能面可以任意选取，选取什么作为零势能面，要根据具体情况来定，通常选择地面作为零势能面。 (3) 重力势能的变化与零点选取无关（三）重力做功与重力势能的改变。学生思考;1. 一个物体从高处下落，重力做什么功?重力势能如何变化？2. 把一个物理举高，重力做什么功?重力势能如何变化？学生汇报讨论结果：一个物体从高处下落，重力做正功，重力势能减小。把一个物理举高，重力做负功，即物体克服重力做功，物体的重力势能增大。教师总结：从刚才的讨论中可知：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，物体的重力势能增大。即重力势能的变化跟重力做功有密切联系。那么，重力做功和重力势能的变化到底存在什么定量关系呢？例：把一个质量为的物体从距地面高为的a点下落到高为2的b点，求重力做的功？学生求解得到：重力所做的功为：wg（）教师活动：我们用来 表示物体在初位置的重力势能，用 来表示物体在末位置的重力势能，则讨论得到：当重力做正功时，w ，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功 当重力做负功时，w , ,重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功（四）重力做功和物体运动路径的关系学生讨论：小孩以不同的路径从某一高度回到地面，重力对小孩做功大小有什么关系？为什么？教师引导：从“力做功的两个要素：力与力方向上的位移”的角度思考。 从功能关系：重力做功是引起物体重力势能变化的唯一因素的角度思考。教师活动：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量（2）是一定的教师：由此得到：重力所做的功只跟物体初位置有关，跟物体运动的路径无关(五)弹性势能 弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种 能叫弹性势能板书：发生形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能教师：同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗?学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大.教师：到现在为止，我们已学习了两种势能：重力势能和弹性势能对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定，对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：势能也叫位能势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的三、巩固练习用投影片出示思考题：1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是a.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少b.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加c.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值d.重力做功的多少与参考平面的选取无关2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 j，则a.重力做功为50 jb.物体的重力势能一定增加50 jc.物体的动能一定减少50 jd.重力做了50 j的负功3.一物体从a点沿粗糙面ab与光滑面ac分别滑到同一水平面上的b点与c点，则下列说法中正确的是: a.沿ab面重力做功多 b.沿两个面重力做的功相同c.沿ab面重力势能减少多d.沿两个面减少的重力势能相同参考答案：1.abd 2.bd3.bd四、小结本节课我们学习了：1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位