4 重力势能说课稿2025学年高中物理苏教版必修2-苏教版2014

4重力势能说课稿2025学年高中物理苏教版必修2-苏教版2014课题：课时：授课时间：教学内容分析1.本节课的主要教学内容。本节课是苏教版必修2第五章“机械能守恒定律”第二节“重力势能”，主要内容包括重力势能的概念及其定义式Ep=mgh，重力做功与重力势能变化的关系（WG=Ep1-Ep2），以及重力势能的相对性（参考平面的选取）。

2.教学内容与学生已有知识的联系。学生已掌握功的定义及计算（特别是重力做功W=mgh），理解力的概念和位移，为学习重力势能及其与做功的关系奠定基础；同时，之前学习的动能是能量的一种形式，本节课将延续能量视角，为后续机械能守恒定律的学习做铺垫。核心素养目标二、核心素养目标物理观念上，通过重力势能概念及Ep=mgh的学习，形成“能量是物质运动的基本属性”的核心观念；科学思维上，结合重力做功与势能变化关系（WG=Ep1-Ep2），运用推理论证理解功是能量转化的量度；科学探究上，通过自由落体、斜面运动等实例分析，探究重力势能的影响因素，培养问题解决能力；科学态度与责任上，联系水电站、打桩等实际应用，体会重力势能的价值，增强物理与生活联系的意识。教学难点与重点1.教学重点：

-重力势能概念及公式Ep=mgh，如物体质量为m、高度为h时势能的计算。

-重力做功与势能变化的关系WG=Ep1-Ep2，例如自由落体中重力做正功时势能减少。

-参考平面的相对性，如以地面或桌面为参考时同一物体势能值不同。

2.教学难点：

-重力做功与路径无关的特性，例如沿斜面或曲线下落时重力做功相同。

-势能变化的符号判断，如重力做正功（WG>0）时势能减少（ΔEp<0）。

-参考平面选取对势能值的影响，如水电站以坝底为参考平面时水位高度对应的势能值。教学资源准备1.教材：每位学生配备苏教版必修2教材，确保“重力势能”章节内容可查阅。

2.辅助材料：准备重力势能公式Ep=mgh的推导示意图、重力做功与路径无关的对比图表、水电站势能应用实例视频。

3.实验器材：演示实验需准备不同质量小球、斜面、刻度尺，验证重力势能与质量、高度关系。

4.教室布置：设置分组讨论区，便于学生分析参考平面选取对势能值的影响。教学流程1.导入新课（5分钟）

2.新课讲授（15分钟）

（1）重力势能的概念与定义式：结合教材“重力势能”章节，明确重力势能是物体由于被举高而具有的能量，定义式为Ep=mgh，强调m为物体质量，g为重力加速度（取9.8N/kg），h为物体相对参考平面的高度。举例：质量2kg的物体放在3m高的桌面上，其重力势能Ep=2×9.8×3=58.8J，明确公式中各物理量的物理意义及单位。

（2）重力做功与势能变化的关系：通过教材中“重力做功与路径无关”的结论，推导WG=Ep1-Ep2。举例：质量1kg的物体从4m高处自由落体至地面，初态势能Ep1=1×9.8×4=39.2J，末态势能Ep2=0，重力做功WG=39.2J，得出“重力做正功时，势能减少；重力做负功时，势能增加”的规律，突破“功与势能变化关系”这一重点。

（3）重力势能的相对性：结合教材“参考平面的选取”内容，说明重力势能具有相对性，参考平面不同，势能值不同，但势能变化量与参考平面无关。举例：质量0.5kg的物体放在0.8m高的椅子上，若以地面为参考平面，Ep=0.5×9.8×0.8=3.92J；若以桌面为参考平面，Ep=0，但物体从椅子上落到桌面时，势能减少量均为3.92J，强调“变化量绝对性”这一核心要点。

3.实践活动（10分钟）

（1）验证重力势能与质量的关系：提供不同质量（50g、100g、150g）的小球、沙坑、刻度尺，让学生从同一高度释放小球，测量沙坑深度，记录数据并分析“质量与势能”的关系，得出“质量越大，势能越大”的结论，突破“势能决定因素”这一重点。

（2）验证重力势能与高度的关系：用同一质量小球从不同高度（1m、2m、3m）释放，测量沙坑深度，分析“高度与势能”的关系，得出“高度越高，势能越大”的结论，强化Ep=mgh的理解。

（3）探究重力做功与路径无关：提供斜面、曲线轨道、刻度尺，让同一物体从同一起点沿斜面、曲线不同路径滑至同一终点，测量重力做功（通过高度差计算），验证“重力做功与路径无关”的难点，结合教材结论深化理解。

4.学生小组讨论（10分钟）

（1）参考平面选取对势能值的影响：举例“以地面和天花板为参考平面，同一吊灯的势能值是否相同？变化量是否相同？”学生讨论后明确：势能值不同（如吊灯高3m，质量2kg，地面参考Ep=58.8J，天花板参考Ep=-2×9.8×(h-3)），但从天花板移至地面时，势能减少量均为58.8J，突破“势能相对性”难点。

（2）重力做功符号与势能变化的关系：举例“电梯载质量60kg的人从1楼升至10楼（高度差27m），重力做功多少？势能如何变化？”学生计算WG=-60×9.8×27=-15876J（负功），得出“势能增加15876J”的结论，巩固“WG=Ep1-Ep2”的关系。

（3）实际应用中的势能分析：讨论“水电站上游水库的水位降低时，重力势能如何变化？发电量如何变化？”学生结合Ep=mgh分析：水位降低h减小，势能减少，势能转化为动能和电能，发电量减少，联系实际深化对“势能应用”的理解。

5.总结回顾（5分钟）

梳理本节课核心知识点：重力势能概念及公式Ep=mgh（重点）、重力做功与势能变化关系WG=Ep1-Ep2（重点）、参考平面选取的相对性（难点）、重力做功与路径无关（难点）。通过板书强调“势能是状态量，做功是过程量”“变化量绝对性，值相对性”等关键结论，布置课后作业：教材P87例题1、2，预习“弹性势能”，为后续机械能守恒定律学习奠定基础，确保重难点当堂消化。拓展与延伸1.拓展阅读材料

（1）教材延伸：苏教版必修2第五章“机械能守恒定律”中的“科学漫步”栏目《重力势能的广泛应用》，详细分析水电站水库蓄水的重力势能转化为电能的过程，结合Ep=mgh计算不同水位高度对应的势能储量，理解重力势能在能源开发中的核心作用。

（2）概念深化：阅读教材“思考与讨论”拓展内容《势能的相对性与绝对性》，通过对比“以海平面为参考”与“以山顶为参考”时同一物体的势能值，结合实例（如珠穆朗玛峰顶的物体）理解势能值的相对性与势能变化量的绝对性，强化对参考平面选取的物理意义认知。

（3）物理学史：查阅《物理学史话》中“重力势能概念的提出”章节，了解伽利略对“物体下落过程中能量转化”的早期探索，以及焦耳在建立能量守恒定律时对重力势能与内能转化的定量研究，体会科学概念的演变过程。

2.课后自主探究

（1）定量探究：设计实验验证“重力势能变化量与路径无关”。用不同质量（m1=0.1kg、m2=0.2kg）的小球，分别沿斜面、曲线轨道从同一高度h=1m滑至同一水平面，用光电门测量末速度，计算动能变化量，结合Ep=mgh分析势能减少量与动能增加量的关系，验证机械能守恒中重力势能转化的规律。

（2）生活实例分析：观察生活中的重力势能应用，如过山车轨道设计（分析最高点与最低点的势能差）、打桩机下落过程（计算重力势能转化为动能对桩做功的效率）、抽水蓄能电站（低谷时用电抽水上坡蓄势，高峰时放水发电）。结合教材Ep=mgh公式定量计算实例中的势能变化，撰写《重力势能在生活中的应用》小报告。

（3）跨学科拓展：结合地理学科“地势能”概念，分析我国“西电东送”工程中西部地区水电站的地势优势（如三峡大坝坝高h=185m，计算每立方米水的重力势能Ep=ρghV=1×10³×9.8×185×1=1.81×10⁶J），理解地理地势与物理重力势能的关联，培养跨学科思维。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验探究创新，通过设计不同质量小球从同一高度释放的实验，直观验证重力势能与质量的关系，增强学生实践能力。

2.多媒体融合创新，利用水电站视频展示重力势能转化过程，结合教材实例深化概念理解。

（二）存在主要问题

1.教学时间管理问题，实践活动环节紧凑，部分学生操作时间不足，影响数据收集效果。

2.教学评价单一，仅依赖课堂提问和作业，未全面评估学生对参考平面选取难点的掌握情况。

（三）改进措施

1.针对时间管理问题，提前分组并分配实验器材，压缩导入环节时间，确保实践活动充分展开。

2.针对评价单一问题，增加课后小报告评价，如分析生活中重力势能应用，结合教材公式计算，全面检测学习效果。课后作业1.计算质量为5kg的物体放在离地面10m高的楼顶，以地面为参考平面时其重力势能是多少？（g取10N/kg）答案：Ep=mgh=5×10×10=500J。

2.一个质量为2kg的物体从3m高的平台落到地面，重力做功多少？重力势能如何变化？答案：WG=mgh=2×10×3=60J，重力做正功，重力势能减少60J。

3.同一质量为1kg的物体，分别以地面和桌面（桌面高0.8m）为参考平面，放在1.5m高的椅子上，两种参考平面下势能值各是多少？势能变化量是否相同？答案：地面参考Ep1=1×10×1.5=15J，桌面参考Ep2=1×10×(1.5-0.8)=7J；从椅面落到桌面时，势能减少量均为7J