西北师大附中高一奥赛教案重力势能

1、文档编码 : CS7T10W10S6T10 HM1O7R9E2X9 ZP3X3V1L1E8课题学习必备欢迎下载第五节重力势能学问目标：1懂得重力势能的概念,会用重力势能的定义进行运算；2懂得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；教学 4明白弹性势能；目标 才能目标：1依据功和能的关系,推导出重力势能的表达式；2会从功和能的关系上说明和分析物理形象；德育目标：渗透从对生活中有关物理现象的观看,得到物理结论的方法,激发和培养同学探究自然规律的爱好；课型 新授课课时 1 课时重点 重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能转变的关系；难点 重力势能的系统性和相对

2、性教学 观看法、归纳法、讲练法方法教具教学过程摘要重力做功与路径无关,只与初末位置的高度差有关,于是我们引入重力势能的概念来反映重力场的这种性质；本节我们主要争辩：重力势能以及重力做功的特点,即重力做正功时,重力势能削减,克服重力做功（重力做负功）时,重力势能增加；学习必备 欢迎下载关于这个关系,由于与动能定理的表述不一样,同学往往不易懂得,教学时可结合一些实例, 从能量转化的角度分析,解开同学的困惑, 例如可举在自由落体运动中,重力做正功, 重力势能削减, 同时由动能定理可知,动能增加, 重力势能转化为动能,这样做, 也可以为下一节讲解机械能守恒定律做好预备；弹性势能的教学,只要求同学知道即

3、可；引言 复习提问：1什么是动能？2动能定理的内容是什么？数学表达式怎么写？关于重力做功与路径无关和物理现象：打桩机的重锤从高处落下时,可以把水泥桩打进地里,说明白什么呢？说明重锤具有重力势能；那么什么是重力势能？重力势能的大小与哪些因素有关呢？本节课我们就来争辩这个问题；新课教学：一、重力势能1什么是重力势能 物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；2重力势能的大小与哪些因素有关？为什么？猜想：由于重锤的质量越大,被举得越高,把水泥桩打进地里越深；所以物体的质量越大,离地面的高度越高,具有的重力势能越大；3重力势能的数学表达式 问题：怎样定量的表示重力势能呢？举例：把一个质量为的物体竖直向上抛

4、出,在它上升和下落的过程中,重力分 别做什么功？重力势能如何变化？上升过程中,重力做负功,物体的重力势能增大,下落过程中,重力做正功,物学习必备 欢迎下载体的重力势能减小；这就说明重力势能和重力做功有亲热的关系；下边我们就来分析一个例实例分析：质量为的物体从高度为1h 的 A 点下落到高度为h 2的 B 点,重力所做的功为多少？重力所做的功为：WGmgh 1h 2结合功和能的关系：功是能量转化的量度；我们就可以知道重 力势能的数学表达式确定是：E pmgh重力势能等于物体的质量、当地重力加速度和高度说明各个物理量的物理意义；三者的乘积；4说明 重力势能是物体和系统共同具有的,离开了地球物体的重

5、力势能是不存在的；例 1：有一个质量为 m=50kg 的物体放在四楼的地板上（如放在我们的教室） ,每 g=10m/s2；层楼高 =3m,就该物体的重力势能为多大 . 重力加速度4500J；1500J；3000J；0； 1500J；等；同一个物体的重力势能,为什么会有不同的值呢？是由于所选高度的起点不同而 造成的；第一位同学以一楼地面为参考水平面得到物体的重力势能为 3mgh,其次位 同学是以三楼地面为参考平面,就物体的重力势能为 mgh,同理第三位同学是以二楼 地面作为参考平面,得到的重力势能为 2mgh,而第五位同学选择五楼地面为参考面；对于同一个物体,选取不同的参考平面,物体的重力势能的

6、数值是不同的,参考 平面的选取是任意的,通常选地面为参考平面或物体运动轨道的最低点处为参考面；4重力势能具有相对性,与参考面选择有关；（1）参考面：规定重力势能为零的水平面；转折：参考面应当怎样选择呢？（2）参考平面可以任意选择,实际中常常选择地面、轨道的最低点所在的水平学习必备 欢迎下载面作为参考面；例 2：在上例中,将物体由四楼移到三楼,物体的重力势能变化了多少？与参考 面的选择有关系吗？分析：无论以哪里为参考面,重力势能都削减了 1500J；5重力势能的变化与参考面的选择无关；6重力势能是标量,其正负是表示大小的；A 处移到 B 处,问题：将物体沿不同路径由 各个过程中重力所做的功一样多

7、吗？解析：WGmgh二、重力做功的特点 1重力做功与路径无关；问题：重力做功与物体重力势能的变化有 什么关系呢？争辩得到：2重力做功与重力势能变化的关系（1）当物体由高处运动到低处时,2,W EP 1EP 2表示,重力做正功时,重力势能削减,削减的重力势能等于重力所做的功；（2）当物体由低处运动到高处时, 2,WEP 1EP2,表示,物体克服重力做功 重力做负功 时,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；小结：W G（EP2EP 1）EP,即重力做功等于物体重力势能变化的负值；争辩：重力做功与重力势能变化的关系和动能定理冲突吗？举例说明；不冲突,例如：A 自由落体运动中,W

8、G0E P动能定理E K,即,重力势能动能B把物体匀速举高WG0EPEK不变学习必备欢迎下载力势能其他形式的能转化为重W合0动能定理C匀速下落的雨滴WG0EP不变EP内能W0E合K三、势能（位能）物理现象：拉弓射箭 1弹性势能：（1）概念：发生形变的物体,在复原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；同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗. 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；问题： 弹性势能的大小与哪些因素有关呢？如以下图：将一弹簧压缩不同程度：观看现象；取一个硬弹簧,一个软弹簧,分 别把它们压缩相同程度,观看现象；同学表

9、达试验现象 试验一： 当弹簧压缩程度越大时,弹簧把木块推的越 远；试验二：两根等长的软、硬弹簧,压缩相同程度时,硬弹簧把木块弹出的远；上述试验中,弹簧被压缩时,要发生形变,在复原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；（2）弹性势能和形变程度之间的关系：形变程度越大,弹性势能也越大；2重力势能：由地球和地面上的物体的相对位置准备的能量；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 相对位置准备,对于弹性势能,其大小由形变程度准备,而形变程度不同,发生形变学习必备 欢迎下载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

10、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；3势能也叫位能,是由相互作用的物体的相对位置准备的能量；课堂小结：1势能由物体间的相互作用而产生,由它们的相对位置而准备；2势能是标量,负号表示其大小；单位是焦耳；3重力对物体所做的功与物体的运动路径无关,只跟物体运动的始末位置有 关,重力所做的功等于物体始末位置的重力势能之差；4重力势能是地球和地面上的物体共同具有的,一个物体的重力势能的大小与 参考平面的选取有关；布置作业： P66-67,1,2,3 巩固练习：1关于重力做功和物体的重力势能,以下说法中正确选项（ABD ）A 当重力对物体做正功时,物体的重力势能确定削减；B物

11、体克服重力做功时,物体的重力势能确定增加；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在水平面上竖直放置一轻质弹簧,有一物体在它的正上方自由落下,在物体 C 压缩弹簧速度减为零时（A 物体的重力势能最大；C弹簧的弹性势能最大；3一个物体从距地面的高度为需要下落的时间为B物体的动能最大；D弹簧的弹性势能最小；H 处自由下落, 当它的动能与其重力势能相等时,A.2HB.HC.HD.2Hgg2g3g学习必备 欢迎下载4一根均匀的直棒平放在地面,将它竖直立起时 O 点不滑动, 如棒的质量为,棒长为 L,就棒被竖直立起时外力做功至少为 _,重力做功为 _,物体克服重力做的功为_,棒的重力势能增加了 _,外力作用点越靠近右端时用的力 _,但做的功 _. 答案： .1mgL ;1mgL ;1mgL ;1mgL;越小,不变.CD 两端的拉力F 不22225如以下图,