高中物理-重力势能教学设计学情分析教材分析课后反思

重力势能教学设计一、教学目标

1.理解重力势能的概念

(1)知道什么是重力势能，强调"势"的含义。

(2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式Ep=mgh，知道在国际单位制中势能的单位是焦耳(J)，势能是标量。

(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。

2.掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。二、重点、难点分析

1.本节重点是重力势能的表达,重力做功与重力势能变化的关系。

2.对于势能这种潜在做功能力的理解:一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。

3.要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。

三、教具

多媒体教学

四、教学过程

(一)引入新课

复习提问动能、势能、机械能的概念，观察图片提出重力做功与重物提升高度的关系，根据学生的回答引出新课内容。

(二)教学过程设计

1、重力做功的特点

根据课件上展示的图片，让学生写出三种情况下，物体从A到B重力做的功:

第一种情况是物体由A做自由落体到B，容易得出此过程中，重力做功为mgh。第二种情况是物体沿倾斜直线由A滑到B，重力做功为:mgs·sinθ=mgh。第三种情况是物体沿曲线由A滑到B，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用第二种情况的结论可以得出,重力做功也为mgh。引导学生总结重力做功的特点。板书:

重力做功与路径无关,只与物体起点和终点位置的高度差有关。

提问:其他力(比如摩擦力)做功是否与路径有关?回答是肯定的。可见,重力做功的特点不能乱用,要视具体力而定。同时提醒学生,今后学习中还会遇到做功具这个特点的力,让学生在今后遇到新的力时注意这个问题。

2、重力势能

通过重力做功的推导还表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。即可见重力做的功与mgh的变化有关系，在物理学中，“mgh”是一个有特殊意义的物理量.这个物理量就是表示物体的重力势能。定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。

（2）单位：国际单位制中，焦耳(J)。（3）重力势能是标量，状态量。（4）重力势能的变化

功是能量变化的量度,重力势能的变化也可用做功表示出来。例如,用一外力把一质量为m的物体匀速举高h,由于是匀速上升,物体的动能不变,外力举高物体做的功W=mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh,也就是克服重力做了多少功,就获得了多少重力势能。3、重力做功与重力势能的变化关系

由重力做功的推导得到(板书)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提醒学生注意公式中两个势能的先后位置和前负号的意义(“-”指减少)。讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？引出重力势能的相对性。重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是相对的计算重力势能之前需要先选定参考平面，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。参考平面的选取是任意的。势能是状态量、标量．+、–表示大小。重力势能的系统性重力势能属于物体和地球组成的系统。必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。6、例题讲解与讨论

以课后题3为例讲解请学生分别写出以桌面和地面为零点的小球的重力势能，可以看出,结果是与零点选取有关的,因此在表达重力势能时,要指明势能零点的位置。再请学生写出两种零点选取情况下,小球落在桌面上和落在地面上时与初态的重力势能差，这是与零点选取无关的。可见,不论我们如何选择参照系,对于一物理过程,重力势能的改变是一定的。我们今后的学习中,更多地是研究某物理过程中重力势能的变化,这时我们就可以适当选择参照系使问题简化,而不会影响结果。五、课堂小结

1、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关2、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。3、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于重力势能减少重力做负功时，重力势能增加4、重力势能是相对的，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。势能是系统能。指系统所有。六、课堂练习课后习题，课件展示的例题，巩固本节课知识。七、板书设计1、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关2、重力势能3、重力做功与重力势能变化的关系：4、重力势能具有相对性5、重力势能具有系统性重力势能学情分析从知识上看，高一学生处于由感性认知到理性认知的阶段。重力势能这一节课即是功和功率的应用与加深，同时又是学习机械能守恒定律的铺垫。从思维上看，学生由形象思维向理性思维过度，由于初中学过关于重力势能的介绍，因此本节课的主要任务是完成由感性认识到理性认识，有定性认识到定量计算的转化。重力势能效果分析重力势能是本章功和能的一个基本概念和物理量，要求学生知道重力势能的定义，掌握重力势能的公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳，理解重力做功与重力势能的改变的关系，知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义。难点是重力势能的相对性，而重力势能的改变与参考平面无关。如果只是说明，学生很难理解和把握，于是把设计的重点放在引导学生探讨问题，自己推出结论，用已学旧知识，推导新知识的结论，这样学生就能更好的理解了，对于重力做功和重力势能的关系，也是引导学生用旧知识的推导得到结论。这节课的设计能循序渐进，抓住了学生的思维特点，学生能由浅到深的思考问题，得到结论，调动了学生的兴趣和积极性，把课堂还给了学生，有了些探究的味道，老师起了引导作用。改变了一些以前满堂灌的传统教学模式，能引导学生自己去分析问题，解决问题，得出结论，学生注意力集中，基本都很热情的参与，感受到了有成就的自豪感，感觉到了是自己推导出的结论，确实是在老师的引导下完成的教学任务，而不是以前那样全是老师讲授完成的任务，学生反映对知识的理解更具体和深刻，印象深，应用知识解决类似问题的能力和速度业提高了。不足之处是过于追求知识的完整和严谨，对学生的答案要求过高，给予补充的太多太细，还过于急躁的在学生回答时插话，有些问题放不开让学生讨论。老担心学生的讨论不够全面，有遗漏，所以老师强调补充的还是太多了。以后上课还要多注意，加强学生的讨论和交流，让学生真正变为主体，引导的方法和技巧更科学、灵活、合理。教材分析

本节讲述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系.重力做正功时，重力势能减少，克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，对于这个关系，由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量转化的角度分析，解开学生的困惑，例如可举在自由落体运动中，重力做正功，重力势能减少，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准备。巩固练习1.关于重力势能,下列说法正确的是()。A.重力势能的大小只由重物本身决定B.重力势能恒大于零C.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零D.重力势能实际上是物体和地球所共有的2.在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛,下列结论正确的是(不计空气阻力)()。A.从抛出到刚着地,重力对两球所做的功相等B.从抛出到刚着地,重力对两球做的功都是正功C.从抛出到刚着地,重力对两球所做功的平均功率相等D.两球刚着地时,重力的瞬时功率相等3.如图所示,质量为m的小球,从离桌面H的高处由静止下落,桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是()。A.mgh减少mg(H-h)B.mgh减少mg(H+h)C.-mgh减少mg(H-h)D.-mgh减少mg(H+h)4.有关重力势能的变化,下列说法正确的是()。A.物体受拉力和重力作用向上运动,拉力做功是1J,但物体重力势能的增加量有可能不是1JB.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛,落到地面上时,物体重力势能的变化是相同的C.从同一高度落下的物体到达地面,考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D.物体运动中重力做功是-1J,但物体重力势能的增加量不是1J5.在离地80m处无初速度释放一小球,小球质量为m=200g,不计空气阻力,g取10m/s2,取最高点所在水平面为零势能参考面。求:(1)在第2s末小球的重力势能。(2)在第3s内重力所做的功和重力势能的变化。6.如图所示,在水平地面上平铺n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h,如将砖一块一块地叠放起来,至少需要克服重力做多少功?7.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是()。A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合外力始终向下C.重力做功使系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做的功相等8.竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,则()。A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率9.一条长为l、质量为m的匀质轻绳平放在水平地面上,在缓慢提起全绳的过程中,设提起前半段绳人做的功为W1,提起后半段绳人做的功为W2,则W1∶W2等于()。A.1∶1B.1∶2C.1∶3 D.1∶410.如图所示,半径为r的光滑圆柱被固定在水平平台上,用轻绳跨过圆柱体与两个质量分别为m1、m2的小球A、B相连(m1<m2),开始时让A放在平台上,两边绳绷直。两球从静止开始,A上升,B下降,以桌面为零势能参考平面,当A上升到圆柱的最高点时,问:(1)A的重力势能是多少?(2)重力对B所做的功是多少?答案1D,2ABD,3D,4ABC,5(1)-40J(2)50J减少50J,60.5n(n-1)mgh7A,8BC,9C,10(1)2m1gr(2)m2g(r+)重力势能课后反思整节课上下来感觉时间上比较紧，本节课重点在于如何处理重力做功与为一体重力势能改变量的关系；难点是如何让学生弄懂重力势能的相对性。下面来具体分析下：

1、不管是动能定理还是本节所讲的重力做功与重力势能变化的关系,都是过程量与状态量变化之间的关系。因此对过程分析和状态定位非常重要。教师应通过例题强调公式中每个符号的物理意义,不要把顺序搞错,以免给以后深入研究功能关系带来麻烦。

2、势能是一个较难理解的概念,学生在一节课内不易全面理解和掌握。课本直接给出定义和计算公式,这样是为了避免给学生造成理解困难,而淡化了本节的教学重点。可在今后学习中接触了更多势能概念如分子势能、电势能等时,再进一步总结势能特点,深入对它的理解。

3、关于势能是属于系统的讲解,由于课时所限,在本节提出也难免囫囵吞枣,因此也拟放在讲解机械能守恒定律时再深入讨论。本节先简略说成某物体具多少势能,但不要过分强调这一提法,以免以后纠正困难。4、心理素质还需进一步提高，教学基本功还要加强，如粉笔字要加大力度练习，在引导学生方面也要加强；

最后，在此感谢所有听课老师的指导，将对我以后的教学有很大的帮助。重力势能课标分析新课程中重力势能概念的引入与旧教