人教版高中物理必修二《重力势能》教学案.doc

7.4重力势能重力势能教学设计教学步骤步骤教师活动学生活动设计目的新课引入情景引入： 同步播放ppt：有这么一首歌唱得非常好听，歌的名字是你那里下雪了吗，一提起雪，大家的心情一下明朗起来了，想起那洁白无瑕温柔可亲的的白雪，出去打个雪仗堆个雪人，美的感受不由心生。无论是南方淅淅沥沥轻柔点缀的小雪花，还是北方千里冰封万里雪飘的鹅毛大雪，一旦这些大雪麦盖了三十层被，就会给人们的生产生活带来很多不便，尤其是在这样的地方，一旦发生雪崩那将是非常可怕的事情，请同学们看这样的一个视频(法国阿尔卑斯山区雪崩事件埋没三个城镇，造成200多人失踪)。对人类破坏的还不止是雪崩，山体滑坡和泥石流等等，每一年都会使的人民的财产造成很大的损失。当然这些自然灾害也有好的一面，溪水潺潺，一泻千里，才有了今日为人类服务的小浪底和气势磅礴的三峡发电工程。看到这些图片以后回答这个问题。当然，万事万物有利也有弊，如此巨大的重力势能会给人类造福，也可能会造成重大的灾难，大家提到了重力势能，又因为重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然，才能更主动的改造自然。今天这节课我们将深入地学习重力势能的知识及其应用。出示课题先看今天这节课的学习目标（生读）学生可能会回答出类似的答案让学生从生活实际中感受重力势能的存在，以及这种能量的普遍存在。新课教学 提问：学习了初中物理后，我们知道物体由于被举高而具有的能叫重力势能。那么重力势能的大小与哪些因素有关呢？也就是什么样的物体具有较大的重力势能呢？大家可以根据自己的生活实际，大胆的做出猜测，并说说你的理由。小实验（视频）：物体被举高后落下砸在沙坑中的桌子上面，观察桌子陷入沙坑的深度。 重力势能跟物体的质量和高度都有关系。一、重力做的功与路径的关系 探讨小球在相同的高度沿三种不同路径落到相同的高度重力所做的功？1、 讨论小球甲竖直下落，重力所做的功物体由A运动到B，重力做功mgh2、 讨论小球艺沿斜线下落，重力所做的功物体由A运动到B，重力做功mgh3、讨论小球丙沿曲线下落，重力所做的功 物体由A运动到B，重力做功mgh 综合以上三种情况，可以得到结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。即 WG =mgh1- mgh2【学以致用】 练习1：沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是( )A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多D.上述几种情况重力做的功同样多二、重力势能： 结合功和能的关系，探讨mgh，相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量，称为势能。从上式大家可以看出，mgh这个物理量具有特殊的物理意义它即与重力mg有关，又与物体所处的位置h有关，并且mgh随高度的增加而增大，随质量的增加而增大，符合我们对重力势能的猜测。因此，我们把物理量mgh叫做物体的重力势能，常用Ep表示，即Ep=mgh给出定义：重力势能：物体凭借其高度而具有的能量 EP=mgh三、重力做的功与重力势能变化的关系计算式：WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2例题1.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？解：重力做功为：WG=mg(h1-h2)=14000JEp1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能减少了14000J与运动状态没有关系结论1：物体下降，重力做正功，重力势能减少，WG=EP1-EP20；重力做的功等于重力势能的减少量。例题2.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？解：重力做功为：WG=mg(h1-h2)=14000J物体克服重力做了14000J的功Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能增加了14000J结论2：物体上升，重力做负功，重力势能增加， WG=EP1-EP20 ，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。重力做功与重力势能的变化 重力做功WG（正、负）重力势能Ep（增加、减少）重力做功和重力势能变化的关系物体上升负增加物体克服重力做的功等于重力势能的增加物体下落正减少重力做的功等于重力势能的减少提问： 质量均为60kg的甲、乙、丙三名同学分别站在教学楼的一楼、二楼和三楼，问他们的重力势能相等吗？一楼距二楼4米，三楼距二楼也是4米，问三名同学各自的重力势能为多少？ （ g=10m/s2 ）不同学生得到的重力势能数值可能不同。这是由于所选高度的起点不同而造成的。我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面。四：1、重力势能的“相对性”参考平面： 选取某一水平面，假定物体在这个水平面上时，重力势能为零，这个平面叫做重力势能的“参考平面”，又叫“零势能面”。注意：（1）物体位于参考平面之上时，重力势能为“正”，位于参考平面之下时，重力势能为负； （2）重力势能表达式中的“h”是相对于参考平面而言的，物体位于同一位置，取不同的参考平面，它的重力势能值可能不同。所以我们说，重力势能具有“相对性”。例3巩固相对性。学生做题、回答、小结例题3：如右图小球质量1kg，从桌面（离地高h2=1m）以上h1=2m的A点为下落到地面的B点，h1h2AB填表：选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。重力做的功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。参考平面 小球在A点的重力势能小球在B点的重力势能下落过程小球重力做的功下落过程小球重力势能的减小量桌面地面确定重力势能的方法： 先选定参考平面（0势能面） 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。、表示重力势能的大小 参考平面的选取是任意的。 一般从研究问题的方便出发来选择；通常选择地面作为参考平面。四：2、重力势能的“系统性”我们常常有这样的疑问，重力势能是谁的？是物体的？还是地球的？重力势能是物体单独具有的吗？质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是地球，两者缺一不可。故：重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。学生分组探究生：与高度有关。依据：放在地上的石块没有威胁，但是从高空落下的石块却十分可怕。生：与质量有关。依据：下雨的时候雨滴打在身上不疼，冰雹打在身上却很疼。雨大和雨小打在身上的痛感也不一样。在教师的引导下得出：物体具有能量的大小可以通过物体做功本领的强弱来衡量。结论：在相同高度，物体质量越大重力势能越大；相同质量的物体，高度越高物体的重力势能越大。生：共同点：三种情况重力做功相同 不同点：三种情况物体运动的路径不同。学生填写表格学生分组讨论，学生填写表格。让学生定性的对重力势能的大小影响因素做出判断。通过简单且观察性强的实验给学生直观的印象。随堂练习1关于重力势能，下列说法中正确的是()A重力势能的大小只由物体本身决定B重力势能恒大于零C在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D重力势能是物体和地球所共有的2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，重力势能变大了D重力势能的减少量等于重力对物体做的功学生做题，教师巡视小结本节我们学习了以下知识：一、重力做功及其特点： WG mgh = mgh1mgh2 与路径无关，只与起点和终点的位置有关。二、重力势能：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 表达式： Ep = mgh三、重力做功与重力势能变化的关系：WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep21、若 WG0， 则EP1 EP2，即重力做正功， 重力势能减少，重力做的功等于重力势能的减少量。2、 若WG0， EP1 EP2，即重力做负功，重力势能增加，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。四、重力势能是相对的 ，与选取的参考平