《重力势能》教学设计全面

1 重力势能重力势能 教学设计教学设计 江苏省海州高级中学 袁亚琴 1 教材内容分析教材内容分析 本节教材与过去的处理方法相比 教材认真分析了重力做功与路径是否有关的问题 这样做的目的不是 为了追求严密 而是想有助于学生形成严肃认真的科学态度 教材强调科学方法 引导学生用比较高的观点 处理问题 只要求学生能够 跟 来 并不要求学生去重复形成他们的 科学素质 在讨论物体沿任意路 径运动时重力做功的问题时 又一次用到了极限的思想 学生经过多次接触 对这样的方法逐渐就熟悉了 本节重力势能是机械能的重要内容 要从重力做功与路径无关的特点出发 理解建立重力势能概念的可能性 掌握重力势能的定义式 明确重力做功和重力势能变化的关系 2 2 学情分析学情分析 1 高一学生认识事物的特点是 开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡 但思维还常常与感性经验直 接相联系 仍需具体形象的图片 现象来支持 2 学生在初中时已接触过重力势能的概念 在高中阶段要定量的学习重力势能及体验建立过程 3 学生已学习了功的概念和计算方法 通过重力做功的计算来判断重力势能的变化 3 3 设计思路设计思路 重力势能 一节新教材与旧教材相比有很大变化 教材首先从重力做功开始 讨论物体竖直向下运动 沿倾斜直线向下运动 以至物体沿任意路径向下运动几种情况的重力做功 利用极限思想 严格证明了重力 对物体做功与路径无关 只与初末位置的高度差有关 分析 mgh 是一个具有特殊意义的物理量 来定义 重力势能 通过让学生求讲台上一本书的重力势能 学生给出答案的多样性 质疑引导学生讨论出重力势能 具有相对性 通过例题结论分析 形象地理解对于不同的参考平面 物体在某一位置具有不同的数值 引出 重力势能是标量 但有正 负 正负代表大小 不代表方向 并且指出这里的正负与功的正负的区别 得出 重力做功与参考平面无关 重力势能的变化与参考平面无关 探究出重力势能的变化和重力做功的关系 这 样做使学生对重力势能的理解加深 思路清晰 本节课内容既是重点又是难点 学生在一节课内不容易全面理解和掌握 教学中不宜追求多而全 可以 在后续课程中逐渐理解与加深 教学过程中可以多举身边的实际例子 由简单的现象如课本下落砸在手上感觉比较进行分析 便于得出 结论 学生也容易接受 教法上教师应充分调动学生的思维 使学生始终处于学习的主体 激发探究意识和学习的积极性 4 教学目标教学目标 一 知识与技能 一 知识与技能 1 知道重力做功与路径无关 2 理解重力势能的概念 会用重力势能的定义进行计算 3 知道重力势能的相对性 4 理解重力势能的变化和重力做功的关系 二 过程与方法 二 过程与方法 用所学功的概念推导重力做功与路径的关系 亲身感受知识的建立过程 三 情感 态度与价值观 三 情感 态度与价值观 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 5 重点难点与突破方法重点难点与突破方法 重点 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 难点 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 6 教学方法与教学资源教学方法与教学资源 教学方法 教学方法 探究 讨论 讲授 实验观察法 分析归纳法 讲练法 教学资源 教学资源 多媒体 两本质量不同的书 一张白纸 重锤 七 新课教学七 新课教学 2 一 一 新课引入 新课引入 教学内容教师活动学生活动设计意图 引入新课引入新课 进行新课进行新课 一 重力一 重力 做功做功 在上课之前 老师想请一位学生帮老师一个忙 哪位同学 现在老师把手中的一张白纸揉成团 在距你手 一定高度处由静止释放 你敢不敢接 接着老师把纸团换成一个重锤 如果重复刚才 的动作 你敢不敢接 提问 纸团与重锤落到手上有什么不同的感觉 为什么呢 质量大是一方面 实际上是重锤具有的能大 在本章的第一节 追寻守恒量 中我们就认识 了一个物理量 重力势能 物体由于被举高而 具有的能 那么 今天我们就来定量的认识 这种能 探究一 重力势能大小与哪些因素有关呢 探究一 重力势能大小与哪些因素有关呢 定性 定性 用自己的课本做如下实验 1 同一课本从不同高度由静止下落到自己手 上 手的感觉 2 不同质量的课本从同一高度由静止下落到 自己手上 手的感觉 从中可以得到什么结论 重力势能与质量 高度有怎样的定性关系 书在下落过程中 高度降低 重力势能要减小 我们还知道 高度变化了 重力就要做功 因 此 重力做功与重力势能的变化是有联系的 本节课我们就从研究重力做功入手 来认识重 力势能 探究二 重力做功的特点 探究二 重力做功的特点 根据功的计算公式分别计算甲 乙 丙三种情 况中小球由 A 运动到 B 过程中重力所做的功 学生回答敢 学生回答敢 学生思考 在老师的 引导下 回答问题 重锤砸在手上疼 因为重锤的质量大 学生探究得到 重力 势能与物体的质量 高度有关 质量一定 物体高度 越高 重力势能越大 高度一定 物体质量 越大 重力势能越大 在练习本上推导后 学生代表发言 联系实际 激发 学生的兴趣 引 发学生思考 引入课题 通过动手实验 使学生产生强烈 的求知欲望 学 生根据自己的探 究情况在班上作 发言 交流 逐 步形成共识 将重力做功与重 力势能的变化联 系起来 让学生 能够了解本节课 的学习目的 初 步建立起学习思 路 学生根据公式可 以自行推导出结 果 要让学生养 成良好动脑 动 手习惯 教师不 可包办代替 甲 AA BB 乙 h1 h2 h 3 过程甲 乙结果为 WG mgh mg h1 h2 过程丙 这一过程中 教师听取学生汇报 点评 把整个路径分成许多很短的间隔 由于每一段很小很小 都可以近似看作一段倾 斜直线 分别求出物体通过每一小段倾斜直线时重力所 做的功 物体通过整个路径时重力所做的功 等于重力 在每小段上所做的功的代数和 结果 WG mgh mg h1 h2 板书 公式 公式 W WG G mgh mg mgh mg h h1 1 h h2 2 强调 强调 h h 是物体初末位置的高度差 是物体初末位置的高度差 通过甲 乙 丙的计算结果 请学生总结重力 做功的特点 得出结论 重力做功的特点 重力做功的特点 1 1 与物体的路径无关 与物体的路径无关 2 2 只跟物体初末 只跟物体初末 位置的高度差有关 位置的高度差有关 例题 1 一质量为 5kg 的小球先竖直上升 5m 再水平向右移动 5m 最后竖直下降 5m 求 三个阶段以及整个过程重力做功 g 10m s2 如何判断重力做功的正负 重力做功的正负重力做功的正负 W 0 重力做正功 高度下降 W 0 重力不做功 高度不变 W0 物体的位置在参考平面的上方 Ep 0 物体处于参考平面 Ep0 物体处于参考平面的上方 Ep 0 物体处于参考平面 Ep 0 物体处于参考平面的下方 强调 在计算重力势能前先确定正负 3 重力势能的正负有什么含义 标量 标量 只代表大小 不代表方向 只代表大小 不代表方向 我们在前面学习功 功也有正负 功的正负什 么含义 表不表示大小 表不表示方向 正负 只表示 举例比较 5J 与 7J 如果是功的话 谁大 如 果是重力势能 谁大 重力势能的正负要与功的正负区分开 4 重力做功与参考平面选取有没有关系 W WG G与参考平面选取无关 与参考平面选取无关 5 重力势能的变化与参考平面的选取有没 有关系 Ep Ep 与参考平面选取无关 与参考平面选取无关 参考 平面 的选 择 小球在 A 处的 重力势 能 小球在 B 处的 重力势 能 整个下落 过程中重 力的功 整个下 落过程 中重力 势能的 变化量 Ep 桌面 地面 引导学生分析 学生在学案上填写结 果 分组讨论总结规律 学生应该可以说出与 参考平面选取有关 学生回答什么情况下 重力势能取 什 么情况下重力势能取 学生应该回答出以桌 面为参考平面 A 处 重力势能是 6J 大于 B 处重力势能 4J 正 负只表示大小 不表 示方向 功的正负不表示大小 也不表示方向 它只 表示是动力做功还是 阻力做功 学生应该可以说出分 别以桌面 地面为参 考平面 整个下落过 程中重力的功都是 10J 与参考平面选取 无关 学生应该可以说出分 别以桌面 地面为参 考平面重力势能的变 化量都是 10J 与参 考平面选取无关 形象地理解对于 不同的参考平面 物体在某一位置 具有不同的数值 通过上面的实例 计算 引出重力 势能的正负 这 样做使学生更容 易理解 通过与功的 比较 加 深学生的理解 6 6 重力做功与重力势能的变化之间存在怎 样的关系 在黑板上利用重力做功的公式推导出来 重力做功与重力势能变化的关系 重力做功与重力势能变化的关系 WG Ep2 Ep1 Ep 重力做功等于重力势能变化的相反数 重力做正功 重力势能减少 重力做负功 重力势能增加 特别强调 Ep 只与重力做功有关 与其他因 素均无关 我们将在下节课继续探讨 举例 重力做了 10J 的功 重力势能一定减少 了 10J 例题 2 关于重力做功和物体的重力势能 下 列说法中错误的是 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 例题 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 面下滑时重力做功多 B 沿两个面下滑时重力做的功相同 C 沿 AB 面下滑时重力势能减少得多一些 D 沿两个面下滑时减少的重力势能相同 例题 4 起重机将质量为 m 的物体沿竖直方向 匀速提升高度 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 学生回答 通过最后 两组数据 可以得出 重力做功等于重力势 能变化的相反数 学生回答 这部分内容是今 后应用的重点又 是难点 学生独 立完成有一定困 难 需要老师的 引导 不能生硬 的给出结论 为 学生的理解和后 续的应用作好铺 垫 理解重力做功的 特点以及重力势 能的变化和重力 做功的关系 熟练计算重力做 功 重力势能的 改变 A CB 7 课堂小结课堂小结这节课我们学习了哪些内容 谁能来总结一下 用 ppt 展示小结内容 1 WG mgh 重力做功与路径无关 只跟物体初末位置的高 度差有关 2 Ep mgh 即 物体的重力势能等于物体的重力和它的高 度的乘积 Ep mgh 3 单位 焦耳 4 重力势能具有相对性 5 重力势能为标量 但有正负 只 表示大小 不表示方向 6 重力做功等于重力势能变化的相反数 认真总结概括本节内 容 交流 比较 看 谁的更好 好在什么 地方 总结课堂内容 培养学生概括总 结能力 教师要放开 让 学生自己总结所 学内容 布置作