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2019-2020年高中物理《重力勢能》教案3 新人教版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 1． 理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)算。 2．理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。 3．知道重力勢能的相對性。 2、過程與方法 用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親手感受知識的建立過程。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。 二、教學(xué)重點(diǎn) 重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系。 三、教學(xué)難點(diǎn) 重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。 四、課時(shí)安排 1課時(shí) 五、教學(xué)過程 新課導(dǎo)入： 大家知道水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的，水是利用什么能來發(fā)電的呢？學(xué)習(xí)這節(jié)課后，我們將會了解這個(gè)問題。 通過前面對功和能的關(guān)系的學(xué)習(xí)，我們知道怎樣判斷一個(gè)物體具有能量：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量。 從前面的學(xué)習(xí)中，我們知道功是能量變化的量度，某種能量形式的變化肯定對應(yīng)著某個(gè)力做功。從初中的學(xué)習(xí)中我們又知道物體由于被舉高而具有的能量就是重力勢能，那么重力勢能的變化就一定對應(yīng)著重力做功，所以在研究重力勢能之前，我們必須先研究重力做功的特點(diǎn)。 一．重力做功的特點(diǎn) 如圖1，讓學(xué)生寫出幾種情況下，物體從A→C，重力做的功： h為A、B兩點(diǎn)的高度差，設(shè)A的高度為h1，B的高度為h2，則h＝h1－h(huán)2。 1．圖A是物體由A做自由落體到B，再水平運(yùn)動到C，容易得出此過程中，重力做功為mgh＝mgh1－mgh2； 2．圖B是物體沿斜面由A滑到C，重力做功為：mgssinθ＝mgh＝mgh1－mgh2； 3．圖C是物體沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖B的結(jié)論可以得出，重力做功也為mgh＝mgh1－mgh2。 4．教師還可以從A到BC面，畫任意路徑讓學(xué)生求重力做功，可以看出結(jié)論都為mgh＝mgh1－mgh2。讓學(xué)生總結(jié)出規(guī)律。 板書：物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。 提問：其他力(比如摩擦力)做功是否與路徑有關(guān)？回答是肯定的?？梢?，重力做功的特點(diǎn)不能亂用，要視具體力而定。同時(shí)提醒學(xué)生，今后學(xué)習(xí)中還會遇到做功具這個(gè)特點(diǎn)的力，讓學(xué)生在今后遇到新的力時(shí)注意這個(gè)問題。 功的大小等于物重跟起點(diǎn)的高度mgh1的乘積與物重跟終點(diǎn)高度mgh2的乘積兩者之差。 猜想：物體所受的重力mg與它所處位置的高度h的乘積“mgh”，是一個(gè)具有特殊意義的物理量。 二．重力勢能 1．重力勢能的定義 請同學(xué)們閱讀教材第11頁至第12頁“重力勢能”一段，回答問題。 問題1：課文怎樣定義重力勢能？ （我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能） 問題2：為什么可以這樣定義？ （這是因?yàn)閙gh這個(gè)物理量的特殊意義在于它一方面與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而變化） 問題3:重力勢能的表達(dá)式是什么？用文字怎么表達(dá)？ （EＰ＝mgh，物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積。重力勢能是標(biāo)量，也是狀態(tài)量，其單位為J） 2．重力做功與重力勢能的關(guān)系 重力做功也可以寫成 當(dāng)物體下落時(shí)，重力做正功，，可設(shè)，這說明，重力做功，重力勢能減少，減少的值等于重力所做的功． 同理，當(dāng)物體上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做負(fù)功也可以說成物體克服重力做功． 3．重力勢能的相對性 教師：有一個(gè)物體放在三樓頂，每層樓高ｈ，則該物體的重力勢能為多大? 學(xué)生：3mgh；mgh；2mgh． 教師：同一個(gè)物體的重力勢能，為什么會有三個(gè)不同的值呢? 學(xué)生：是由于所選高度的起點(diǎn)不同而造成的． 教師：我們把所選高度的起點(diǎn)處的平面叫參考平面，第一位同學(xué)以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢能為3mgh，第二位同學(xué)是以三樓地面為參考平面，則物體的重力勢能為mgh，同理第三位同學(xué)是以二樓地面作為參考平面，得到的重力勢能為2mgh． 板書：①參考平面的選取是任意的． ②選取不同的參考平面，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的． ③通常選地面為參考平面． 4．重力勢能的系統(tǒng)性 問題1：重力勢能是誰具有的？ 問題2：如果沒有地球，有沒有重力呢？ 問題3：那么重力勢能是誰具有的呢？ 在回答問題1時(shí)，可能開始還會有同學(xué)理解成重力勢能是物體所具有的，當(dāng)提到問題2時(shí)，同學(xué)們都知道如果沒有地球就沒有重力，從而順理成章地得出重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)共有的，而不是地球上某一個(gè)物體單獨(dú)具有的。 推廣：不止是重力勢能，任何形式的勢能，都是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間，或物體內(nèi)部之間存在相互作用而具有的能，是由各物體的相對位置決定的。 三．課堂小結(jié)： 1．重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動路徑無關(guān)。 2．重力勢能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢能的計(jì)算式：EP=mgh.，即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳。 四．課堂練習(xí)：課本P13“問題與練習(xí)”第1題、第2題、第4題 五．布置作業(yè)：課本P14“問題與練習(xí)”第3題 五．板書設(shè)計(jì) 四.重力勢能 一．重力做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān) 二．重力勢能 1．重力勢能的定義：EＰ＝mgh 2．重力做功與重力勢能的關(guān)系：重力做功，重力勢能減少，減少的值等于重力所做的功；重力做負(fù)功，重力勢能增加，增加的值等于重力所做的功 3．重力勢能的相對性 4．重力勢能的系統(tǒng)性