74《重力勢能》學(xué)案

1、新人教版高中物理必修二同步學(xué)案第七章機械能守恒定律第四節(jié)重力勢能【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識目標(biāo)1. 理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計算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4. 了解彈性勢能.二、能力目標(biāo)1. 根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)岀重力勢能的表達(dá)式2. 學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象三、德育目標(biāo)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.【學(xué)習(xí)重點】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【學(xué)習(xí)難點】重力勢能的系統(tǒng)性和相對性【學(xué)習(xí)課時】1課時【探究學(xué)習(xí)】用投影片岀示本節(jié)課的

2、學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計算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.4. 了解彈性勢能.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程:復(fù)習(xí)導(dǎo)入教師：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進(jìn)地里，為什么？ 學(xué)生：因為重錘具有重力勢能 .教師：那么什么是重力勢能？ 學(xué)生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能 .演示實驗： 在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子 . 實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度 . 實驗二：用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度 學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象： 在實驗一中，鐵球的釋放高

3、度越大，鐵球落在沙子中的深度越大 . 在實驗二中，質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度大 .教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且 體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大 .引入：那么，怎樣定量地表示重力勢能呢？板書課題：重力勢能二、 新課教學(xué)(-) 重力勢能1 . 教師舉例把一個質(zhì)量為 S 的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功 力勢能如何變化？學(xué)生：上升過程中，物體克服重力做功( 重力做負(fù)功 ). 物體的重力勢能增大 .下落過程中，重力做正功，物體的重力勢能減小 .教師：前邊我們學(xué)過了功和能之間的關(guān)系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能

4、量 將變化多少，那么同學(xué)們認(rèn)為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系？學(xué)生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化 .2. 上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢能的變化，下邊我們再來分析一個 例子：用投影片出示問題：質(zhì)量為m的物體從高度為小的 A點下落到高度為如的 3點，重力所做的功為多少學(xué)生求解得到：重力所做的功為：WG= m g A h = m g （、h、一 h 2）教師：前邊我們結(jié)合功和能的關(guān)系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經(jīng)過推導(dǎo)又得到重力所做的功等于mg h這個量的變化，所以在物理學(xué)中就用mg h這個式子來表示物體的重力勢能.板書：Ep=mghEp

5、物體的重力勢能焦（J）口一物體的質(zhì)量 單位 千克（kg）gf重力加速度一（米每二次方秒）s2/m力一物體的高度一米（m）推導(dǎo)重力勢能的單位：，/ 1 kg ? m/s2 ? m= 1 N , m = 1 J重力勢能的單位是焦耳，并把上述板書補充完整重力勢能是標(biāo)量3. 據(jù)重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系進(jìn)行討論：教師：我們用 = 以7 來表示物體在初位置的重力勢能，用er = mgh2來表示物體在末位置的重力勢能，WJ Wa=Ep - Ep學(xué)生討論得到：當(dāng)物體由高處運動到低處時，力力2，Wc0 EPi Ep2當(dāng)物體由低處運動到高處時，如力2，WxO :.Ep, 丁 Ep,教師總結(jié)：重力做正功時，

6、重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功物體克服重力做功（重力做負(fù)功）時，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功.4. 討論：如圖所不，物體從局為*1處運動到局為力 2處，運動的路徑有 1無數(shù)條，討論在這些運動過程中，重力所做的功是否相同學(xué)生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量,而重力勢能的減少量 sg （ h、一婦）是一定的教師：由此得到：重力所做的功只跟物體初位置的高度力I和末位置的高度力 2有關(guān)，跟物體運動的路徑無關(guān).（二）重力勢能的相對性教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高h(yuǎn),則該物體的重力勢能為多大？學(xué)生：3mgh nigh ； 2mgh.教師：

7、同一個物體的重力勢能，為什么會有三個不同的值呢？學(xué)生：是由于所選高度的起點不同而造成的教師：我們把所選高度的起點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，得到的重力勢能為板書：參考平面的選取是任意的選取不同的參考平面，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的通常選地面為參考平面 .（三）彈性勢能1. 演示裝置如圖所示：將一彈簧壓縮不同程度：觀察現(xiàn)象取一個硬彈簧，一個軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察777777777777777777 人77777現(xiàn)象2. 學(xué)生敘述

8、實驗現(xiàn)象實驗一中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn)實驗二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時，硬彈簧把木塊彈出的遠(yuǎn)3. 上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能.板書：發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν庾龉?，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢能.4. 教師：同學(xué)們能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎？學(xué)生：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐 跳高時的撐桿等 .5. 教師分析上述各例中彈性勢能和形變程度之間的關(guān)系，學(xué)生總結(jié)得到 : 形變程度越大， 彈性勢能也越大 .6. 教師：到現(xiàn)在為止，我們

9、已學(xué)習(xí)了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能 .對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，其大小由 形 變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化，得到：勢能也叫位能 .勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的 .三、鞏固練習(xí)用投影片出示思考題：1. 關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是A. 當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少B. 物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加C. 地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值D. 重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)2. 物體在運動過程中，克服重力做功為50J,則A. 重力做功為 50 JB. 物體的重力勢能一定增加 50 JC. 物體的動能 ?定減少 50 JD. 重力做了 50 J 的負(fù)功3. 以 40 m/s 的初速度豎直向上拋出一個物體，經(jīng)過 f 秒后，物體的重力勢能是動能的3 倍 , g = 10 m/s% 則 f 的大小為A. 2 秒B. 3 秒C. 4 秒D. 5 秒課堂小結(jié)】本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了：1.