8.2重力势能 教学设计 高中物理人教版（2019）必修第二册

8.2《重力势能》教学设计教材分析：“重力势能”是建立功能关系，体现“功是能量转化的量度”这一思想的重要一节。上一节学习的功的概念的重要意义在于它可以决定能量的变化。教材对力学中功能关系的讨论给予了极大的重视。本节从重力做功和重力势能的变化视角，讨论功能关系。在得出重力势能表达式的过程中，不仅要告诉学生结论，更为重要的是该结论是怎样得出来的。这就是科学思维之路，对培养学生的逻辑思维能力和研究方式都是非常重要的。教材以节前“问题”复习初中所学过的关于重力势能的知识。物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。在此基础上让学生猜想重力势能的表达式，以体现科学探究中“提出问题、形成猜想和假设、获取和处理信息、基于证据得出结论”等要素。学生分析：高一学生对事物的认知还停留在具体的形象思维上，抽象的逻辑思维的建立还需要时间。所以在教学中我们要借助图片视频等直观手段逐渐引入抽象的物理概念。重力势能是学生在初中已经接触过的，但当时只停留在定性的分析上。新课应注意对知识从定性到定量的转化。学习目标：（1）通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点。（2）理解重力势能的表达式。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。（3）知道重力势能的大小与参考平面的选取有关，即重力势能具有相对性，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。（4）了解弹性势能的决定因素。教学重点和难点本节教学的重点与难点为“重力做功与路径无关”“重力势能表达式的得出过程”“重力势能的相对性及系统性”。主要原因有以下几个方面：①从概念建立的逻辑上讲学生感觉比较困难。为什么只有认识了重力做功与路径无关后，才能引入重力势能。②重力势能的概念及重力做功与重力势能变化的关系较难理解。③重力势能的相对性和重力势能属于物体和地球组成的系统等知识较难分析。教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图新课引入图片一：雪花轻柔地下落图片二：雪崩具有非常大的破坏力提问：从能量的角度说，它们二者的区别是什么？为什么？图片三：高空阳台上的花盆，会让我们感到害怕图片四：地面上的花盆我们却不会感到害怕为什么？图片五：阳台上的衣服我们并不害怕，为什么？这就是我们初中学过的：物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。这节课我们继续重力势能的学习学生回答：雪崩具有更大的能量，质量大并且处在高位高度高重力势能大，破坏力大衣服的质量小，重力势能小让学生从生活实际中感受重力势能的存在，以及它和质量、高度的定性关系新课教学一．重力做功的特点1.知识回顾：重力的特点2.重力做功还有什么特点呢？思考：三种情况下，重力做功分别是多少？如果斜面不光滑，对重力做功有影响吗？总结：重力做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。例1.若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为（）A．沿路径I重力做功最大B．沿路径II重力做功最大C．沿路径I和II重力做功一样大[来源D．条件不足不能判断二．重力势能W=mgh=mgh1-mgh2功是能量转化的量度初中内容：质量越大、高度越高，重力势能越大结合以上两点，我们该如何定义重力势能？剖析：①.标矢性：3.性质：系统性“约定”相对性举例分析相对性，从而引出重力势能有正、负。并且引发思考正、负的物理意义是什么呢？变化的绝对性例2：如图所示，质量为m=10kg的小球所在位置的重力势能：（g取10m/s2）①以地面为参考面EP1=②以M平面为参考面EP2=③以N为参考平面EP3=例3.如右图所示，质量为m的小球，从离桌面H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，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h)D.－mgh，减少mg(H＋h)三．重力做功与重力势能的关系1.区别“变化量”与“减少量”2.通过W=mgh=mgh1-mgh2引导学生推导出重力做功与重力势能的关系重力做功等于重力势能的减少量3.具体分析重力做功与重力势能改变的关系例4．（多选）关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是（）A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加B.在同一高度，将物体以大小相同的速度向不同方向抛出，从抛出到落地过程中，重力的功相等，物体所减少的重力势能一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上升时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和四．弹性势能思考:1.弹性势能大小和哪些因素有关?2.弹性势能变化和弹力做功的关系?对比重力做功,思考弹力做功与弹性势能改变的关系例5.如图所示，在光滑水平面上有一个物体，它的左侧连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A.弹簧的弹性势能逐渐减小.B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大后减小D.弹簧的弹性势能先减小后增大学生思考回答：重力是恒力，方向竖直向下，物体上升重力做负功，物体下降重力做正功W=mgh没有影响重力做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。EP=mgh学生思考并回答：1.矢量2.物体与地球所共有与参考平面的选取有关重力势能与参考平面的选取有关，重力势能的变化量与参考平面的选取无关学生完成回答讨论学生回答，变化量是末减初，减少量是初减末，并明确变化量与减少量的关系学生推到得出结论WG=─∆EP学生思考回答：重力做正功重力势能减少，做负功重力势能增加学生独立完成、展示学生回答：形变量与劲度系数学生思考回答：弹力做正功弹性势能减少，做负功弹性势能增加通过思考分析重力做功，总结重力做功的特点通过学生已有知识引导学生得出重力势能的表达式，通过学生思考回答跟学生一起分析重力势能的特点，通过举例分析重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性。通过两个例题评价学生对重力势能、重力势能变化量的掌握情况明确变化量与减少量为功能关系的学习打好基础让学生自己体会规律的得出过程通过进一步剖析，加深对重力做功与重力势能关系的理解通过例题评价学生对重力做功与重力势能的关系部分的掌握情况通过对比法，让学生定性了解弹力做功与弹性势能改变的关系，有助于学生对规律的理解小结本节课我们学习了一下知识：一．重力做功的特点与路径无关，只与起点与终点的高度差有关二．重力势能1.表达式：EP=mgh2．剖析：标矢性：标量系统性：物体与地球所共有“约定”把“物体与地球所组成的系统具有的重力势能”简说成“物体的重力势能”相对性：重力势能的大小与所选的零势能面有关变化的绝对性：重力势能与零势能面的选取有关；但重力势能的变化与零势能面的选取无关三．重力做功与重力势能的关系1.公式：WG=─∆EP2.重力做功等于重力势能的减少量重力做正功重力势能减少，做负功重力势能增加四．弹性势能1，弹性势能与形变量与劲度系数有关2.弹力做正功弹性势能减少，做负功弹性势能增加板书设计一．重力做功的特点与路径无关，只与起点与终点的高度差有关二．重力势能1.表达式：EP=mgh3．剖析：标矢性：标量系统性：物体与地球所共有“约定”相对性：重力势能的大小与所选的零势能面有关变化的绝对性：三．重力做功与重力势能的关系1.公式：WG=─∆EP2.重力做功等于重力势能的减少量重力做正功重力势能减少，做负功重力势能增加课后反思本节课坚持以学生为主体的教学理念。放手学生主动学习，充分体现学生学习的主体地位，激发学生学习的热情，学生的知识和能力真正来自自身的主动学习，不仅长了知识，也提高发现问题，分析问题、解决问题的能力！在教学中，以“四个探究点”为主线，使每个学生积极学习于这个主线，主动