2020-2021學(xué)年高中物理 第八章 2 重力勢(shì)能教案 新人教版必修2

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第八章 2 重力勢(shì)能教案 新人教版必修22020-2021學(xué)年高中物理 第八章 2 重力勢(shì)能教案 新人教版必修2年級(jí)：姓名：- 6 -重力勢(shì)能在復(fù)習(xí)初中掌握的重力勢(shì)能有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢(shì)能的計(jì)算公式，并通過實(shí)例分析，理解重力勢(shì)能的相對(duì)性、正負(fù)含義等，并能準(zhǔn)確地計(jì)算重力勢(shì)能值【物理觀念】樹立能量觀念：理解重力勢(shì)能的概念,知道重力做功與路徑無關(guān)；掌握重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系；【科學(xué)思維】在探究過程中滲透科學(xué)的研究方法：控制變量法，實(shí)驗(yàn)過程觀察法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析法，體會(huì)用“實(shí)驗(yàn)法”和“理論推導(dǎo)”相互驗(yàn)證問題的方法?！究茖W(xué)探究】對(duì)實(shí)例進(jìn)行

2、研究,推導(dǎo)出重力勢(shì)能的表達(dá)式，然后通過計(jì)算歸納得出重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過程中體驗(yàn)解決問題的成功喜悅，激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】重力勢(shì)能的系統(tǒng)性和相對(duì)性。ppt【新課導(dǎo)入】初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢(shì)能就越大。這一節(jié)我們來進(jìn)一步定量地研究重力勢(shì)能。你認(rèn)為重力勢(shì)能的表達(dá)式應(yīng)該是怎樣的呢？【新課講授】一、重力做的功設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從與地面高度為h1的位置a，豎直向下運(yùn)動(dòng)到高度為h2的位置b（圖8.2-1甲），這

3、個(gè)過程中重力做的功是wgmghmgh1mgh2再看另一種情況。質(zhì)量為m的物體仍然從上向下運(yùn)動(dòng)，高度由h1降為h2，但這次不是沿豎直方向，而是沿著一個(gè)斜面向下運(yùn)動(dòng)到b，再水平運(yùn)動(dòng)到b（圖8.2-1乙）。物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離是l，在這一過程中重力做的功是wg（mgcos）lmghmgh1mgh2從b沿水平方向運(yùn)動(dòng)到b的過程中，重力不做功。物體沿曲面滑下時(shí)重力做的功假設(shè)這個(gè)物體沿任一路徑由高度是h1的起點(diǎn)a，運(yùn)動(dòng)到高度是h2的終點(diǎn)b，如圖。我們把整個(gè)路徑分成許多很短的間隔aa1，a1a2，a2a3，由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一段傾斜的直線。設(shè)每段小斜線的高度差分別是h1，h2，h3，則物

4、體通過每段小斜線時(shí)重力所做的功分別為mgh1，mgh2，mgh3，物體通過整個(gè)路徑時(shí)重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和，即wgmgh1mgh2mgh3mg(h1h2h3+)mghmgh1mgh2分析表明，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)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)。也就是說，只要起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置不變，不論物體沿什么路徑運(yùn)動(dòng)，重力所做的功都相同。功等于物體所受的重力跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差。wg=mgh1-mgh2二、重力勢(shì)能我們把mgh叫作物體的重力勢(shì)能，常用ep表示，即epmgh重力勢(shì)能也是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國際單

5、位制中都是焦耳，符號(hào)為j。1j1kgms2m1nm重力做的功與重力勢(shì)能的關(guān)系可以寫為wgep1ep2其中ep1表示物體在初位置的重力勢(shì)能，ep2表示物體在末位置的重力勢(shì)能。當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，即wg0，ep1ep2當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，即wg0，ep1ep2嚴(yán)格說來，重力勢(shì)能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的三、重力勢(shì)能的相對(duì)性1.物體的高度 h 總是相對(duì)于某一水平 面來說的，實(shí)際上是把這個(gè)水平面的高度取做 0。因此，物體 的重力勢(shì)能也總是相對(duì)于某一水平面來說的，這個(gè)水平面叫 做參考平面。在參考平面，

6、物體的重力勢(shì)能取做 0。2.選擇哪個(gè)水平面做參考平面，可視研究問題的方便而定。 通常選擇地面為參考平面。3.選擇不同的參考平面，物體重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的， 但這并不影響問題的研究，因?yàn)樵谂c重力勢(shì)能相關(guān)的問題 中，有價(jià)值的是勢(shì)能的差值，而選擇不同的參考平面對(duì)這個(gè) 差值沒有影響。4.對(duì)選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力 勢(shì)能也是正值；下方物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。 負(fù)值的重力勢(shì)能，表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能比在 參考平面上具有的重力勢(shì)能要小。以二樓的地面作為參考平面，二樓房間里 a 處的物體具有正的重力勢(shì)能，一樓房間里 b 處的物體具有負(fù)的重力勢(shì)能。四、彈性勢(shì)能拉長或

7、壓縮的彈簧、卷緊的發(fā)條、拉開的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的竿，等等，這些物體都發(fā)生了彈性形變，每個(gè)物體的各部分之間都有彈力的相互作用。發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫作彈性勢(shì)能。彈性勢(shì)能跟形變的大小有關(guān)系。例如，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)。被拉伸或壓縮的長度越長，恢復(fù)原狀過程中對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。彈簧的彈性勢(shì)能還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)越大，彈簧恢復(fù)原狀過程中對(duì)外做的功就越多因而彈簧的彈性勢(shì)能就越大。勢(shì)能也叫位能，與相互作用的物體的相對(duì)位置有關(guān)重力勢(shì)能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定的；彈性勢(shì)能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對(duì)位置決定的。我們以后還會(huì)學(xué)到其他形式的勢(shì)能。上節(jié)課中學(xué)習(xí)了功的計(jì)算方法，學(xué)