重力勢能1.doc

第四節(jié) 重力勢能（第一課時(shí)）教師 王亞琪教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）認(rèn)識(shí)重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)；（2）理解重力勢能的概念，會(huì)用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)算；（3）理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系；（4）知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。2、過程與方法（1）根據(jù)已有的知識(shí)，利用極限的思想證明重力做功與路徑無關(guān)；（2）根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)重力勢能的表達(dá)式。使學(xué)生體會(huì)知識(shí)建立的方法。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：從對生活中有關(guān)的物理現(xiàn)象觀察、對已有知識(shí)的掌握得到物理結(jié)論，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。教學(xué)重點(diǎn)：重力做功與路徑無關(guān)，重力勢能的概念，重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。教學(xué)內(nèi)容：（一）問題引入新課問題：水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的，水是利用什么來發(fā)電的呢？高處的石頭欲落下，你為什么害怕，急于要躲開呢？（物體由于被舉高而具有重力勢能。）功與能是兩個(gè)密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化，重力要做功，重力勢能發(fā)生變化。我們認(rèn)識(shí)重力勢能，不能脫離重力做功的研究。（二）進(jìn)行新課本節(jié)課就從重力做功的研究入手，來認(rèn)識(shí)重力勢能。1、 重力做功的特點(diǎn)（5分鐘）（學(xué)生活動(dòng)）下面請同學(xué)們根據(jù)功的計(jì)算公式分別計(jì)算甲、乙、丙三種情況中小球由A到B過程中重力所做的功。甲AABB乙h1h2hABhh2h1丙A1A2A3h1h2h3學(xué)生代表投影自己解題步驟并總結(jié)出重力做功的特點(diǎn)（教師總結(jié)）：根據(jù)功的定義式，力對物體做的功等于力的大小與力方向的位移乘積，物體不管沿那種路徑向下運(yùn)動(dòng)，只要初位置和末位置所處的高度相同，重力方向上的位移（即豎直高度）就相同，重力做的功就相同，也就是重力做功與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，即與初末位置的高度差有關(guān)。結(jié)論：物體運(yùn)動(dòng)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(dòng)的路徑無關(guān)。（目標(biāo)檢測）：完成學(xué)案導(dǎo)練1如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高度為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)h/4的D點(diǎn)時(shí)，速度為零，在這個(gè)過程中，重力做功為 2、重力勢能（學(xué)生活動(dòng)）結(jié)合學(xué)案目標(biāo)二導(dǎo)思部分閱讀課本重力勢能部分（5分鐘）（教師總結(jié)并板書）（5分鐘）我們知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，正是因?yàn)橹亓ψ龉εc路徑無關(guān)，說明與重力做功相關(guān)的能量才是一種“物體憑借其位置所具有的能量”，才是一種勢能，才能把mgh叫做重力勢能。如果重力做功與路徑有關(guān)，那么與重力做功相關(guān)的能量也就與路徑有關(guān)，就不能把mgh叫做重力勢能，正如摩擦力做功與路徑有關(guān)，對于摩擦力就不能引入相應(yīng)的摩擦力勢能。（1）定義：地球上的物體具有的和它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢能。（2）表達(dá)式：Ep=mgh 即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。其中m表示物體的質(zhì)量，g表示地球表面附近的重力加速度，h表示物體距參考面的高度差h1h2h12（3）重力勢能為標(biāo)量，只有大小沒有方向，但有正負(fù)之分，（正值表示物體所在位置在參考面的上方，負(fù)值表示物體所在位置在參考面的下方）其正負(fù)表示了重力勢能的大小。正值就比負(fù)值大。重力的功也是標(biāo)量，也有正負(fù)之分，重力做功的正負(fù)表明了重力相對于受力物體在效果上講屬于動(dòng)力還是阻力，功的正負(fù)不表示大小，比較功的多少時(shí)，不能帶正負(fù)號(hào)，即取絕對值比較。（4）單位：1J=1kgm/s2m=1Nm 3、 重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系（10分鐘）教師出示問題問題1：分析上圖中小球從12和從21過程中，重力做功情況，重力勢能變化情況？（學(xué)生活動(dòng)）自行解決，代表講解教師總結(jié)并板書分析：式中：為重力做功；EP1=mgh1為初位置的重力勢能；EP2=mgh2為末位置的重力勢能（以地面為參考面）。重力勢能的變化表示為：EP= EP2- EP1 則： Wmg= （EP2EP1）= EP問題2:小球沿傾角為光滑斜面下滑到底端，斜面的高度為h，計(jì)算重力做功及重力勢能的變化量。問題3:如果斜面粗糙結(jié)果如何？總結(jié)：（1）物體的高度下降時(shí)，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能減少的量等于重力所做的功；（2）物體的高度增加時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢能增加，重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。（3）重力勢能變化只與重力做功有關(guān)，跟物體做什么運(yùn)動(dòng)以及是否同時(shí)還有其作用力（如牽引力、阻力等）的存在無關(guān)。（目標(biāo)檢測）學(xué)案導(dǎo)練2（3分鐘）起重機(jī)以g/4的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機(jī)鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？（3/4mgh,mgh,重力勢能增加了mgh）4、 重力勢能的相對性（7分鐘）閱讀課本61頁重力勢能相對性的內(nèi)容問題1：手拿教科書放在某一位置，問高度是多少？物體的高度總是相對某一水平面來說的。同樣，物體的重力勢能也是相對于某一水平面來說的，具有相對性。問題2：以天花板為參考平面，講桌上的粉筆盒重力勢能是多少？總結(jié)：（1）參考平面上，EP=0；（2）參考平面的選取一般以研究問題的方便為原則，一般以地面或所研究問題得最低點(diǎn)為參考平面。（3）對選定的參考平面而言： 上方：h0，EP0； 下方：h0，EP0，表示物體這個(gè)位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。5、 重力勢能的系統(tǒng)性（5分鐘）（學(xué)生活動(dòng)）閱讀課本61頁勢能是系統(tǒng)所共有的這部分內(nèi)容重力勢能是地球與物體這一系統(tǒng)所共有的，不是物體單獨(dú)所有的，通常說某物體的重力勢能是多少，只是一種簡化的說法。（目標(biāo)檢測）學(xué)案導(dǎo)練3（3分鐘）學(xué)生整理（2分鐘）板書設(shè)計(jì)：第四節(jié) 重力勢能1、重力做功：物體運(yùn)動(dòng)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(dòng)的路徑無關(guān)。2、重力勢能（1）定義：地球上的物體具有的和它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢能。（2）定義式：Ep=mgh 即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。（3）重力勢能為標(biāo)量。（4）單位：1J=1kgm/s2m=1Nm 3、重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系Wmg=EP、物體的高度下降時(shí)，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能減少的量等于重力所做的功；、物體的高度增加時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢能增加，重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。、重力勢能變化只與重力做功有關(guān)，與其他力無關(guān)。4、重力勢能的相對性（1）參考平面上，EP=0；（2）參考平面的選取一般以研究問題的