2019-2020學年新教材人教版必修第二冊重力勢能教案

1、第八章機械能守恒定律重力勢能教學設計科目物理課題重力勢能課時1課時教學目標與核心素養(yǎng)一.知識與技能1 .認識重力做功與路徑無關的特點；2 .會用重力勢能的定義式進行計算；理解知道重力勢能具有相對性。二.過程與方法1 .理解重力做功與重力勢能的變化的關系；2 .定性了解彈性勢能，知道彈力做功與彈性勢能變化的關系。三.情感態(tài)度與價值觀1 .理解重力勢能的概芯,知道重力勢能是物體和地球系統(tǒng)所共啟的；2 .培養(yǎng)學生理解重力勢能、彈性勢能的概念，培養(yǎng)學生理解重力勢能的物理意義。教學重、難點教學重點：1.理解重力做功的特點；2.對于重力勢能與彈性勢能的理解。教學難點：1.重力勢能的相對性；2.重力做功和重

2、力勢能的關系。教學準備課件演示教師活動學生活動設計意圖18.導入新課：初中我們已經(jīng)定性地學習了重力勢能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。這一節(jié)我們來進一步定量地研究重力勢能。你認為重力勢能的表達式應該是怎樣的呢？教學過程【教師引導】設想你要從某座高樓的第17層下到第9層，你可以乘電梯下，也可以沿樓梯走下。兩種方式下樓，重力對你做功是否相等？解答：相等，重力是恒力，利用恒力做功表達式可以推導。講授新課：(1)重力做的功【教師引導】當物體的高度發(fā)生變化時，重力做功勢能發(fā)生變化：物體下降時重力做功，勢能減小；物體被舉高時重力做負功，勢能增大。因此，重力勢能與重力做功密切相關，認識重力

3、勢能不應脫離對重力做功的研究?！窘處熝a充引導】設一個質(zhì)量為m的物體，從與地面高度為的位置A豎直向下運動到高度為h2的位置B,如圖甲所示，這個過程中重力做的功是學生觀察圖片思考討論學生經(jīng)過老師引導，體會重力做的功通過回顧上節(jié)學過的知識，激發(fā)學生的學習興趣，引出本節(jié)課題通過聯(lián)系之前已知的知識，思考如何計算重力做的功WGmghmghmgh?鍛煉學生的計算推導、舉一反三的能力引導學生思考重力做的功與路徑無關的特點質(zhì)量為m的物體仍然從上向下運動，高度由幾降為h2,但這次不是沿豎直方向，而是沿著一個斜面向下運動到B1,再水平運動到B,如圖乙所示。物體沿斜面運動的距離是1,在這一過程中重力做的功是WGmgc

4、os1mghmghimgh2【教師提問】斜面是否光滑對計算“重力做的功”有影響嗎？【學生小組交流】通過學習上節(jié)功的知識，我們知道某個力做功的大小只取決于力、物體在力的方向上的位移及力和位移的夾角，與物體是否受其他力及運動狀態(tài)等無關，故斜面是否光滑對計算“重力做的功”無影響?！窘處熆偨Y(jié)】物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。只要起點和終點的位置不變，無論物體沿什么路徑運動，重力所做的功都相同。(2)重力勢能【學生思考】為什么說mgh這個物理量有特殊通過思考與討論，正確的理解重力做功的情況理解重力做的功與路徑無關意義？【教師引導】mgh的特殊意義在于它一方

5、面與重力做的功密切相關，另一方面它隨著高度的增加而增加、隨著質(zhì)量的增加而增加，恰與前述重力勢能的特征一致。因此，我們把mgh叫做物體的重力勢能，常用Ep表示，即Ep=mgh。【教師補充引導】重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位之中都是焦耳，符號為J1J=1kgm-s-2-m=1Nm當物體由高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少，即WG0,EpiEp2o當物體由低處運動的高處時，重力做負功，重力勢能增加，即WG0,EpiEp2o【思考與討論】若重力做的功與路徑有關，即對應于同樣的起點和終點，重力對同一物體所做理解重力勢能的計算、單位引導學生自主總結(jié)重力做功與重力勢能變化關系了解重

6、力做功與重力勢能變化的關系的功，隨物體運動路徑的不同而不同，我們還能把叫做物體的重力勢能嗎？為什么？【教師總結(jié)】重力做功與重力勢能變化關系的理解(1)無論物體是否受其他力的作用，無論物體做何種運動，重力做功都取決于重力大小和初、末位置的高度差。(2)重力勢能的變化只取決于物體的重力所做功的情況，與物體除重力外是否還受其他力作用以及除重力做功外是否還有其他力做功等因素均無關，與物體做何種運動無關，關系式WgEp總是成立的。(3)重力做正功，重力勢能減少，重力勢能的減少量等于重力所做的功，即wg=ep1eP2。重力做負功，重力勢能增加，重力勢能的增加量等于物體克服重力所做的功，即W克=eP2eP1

7、o(3)重力勢能的相對性【教師引導】物體的重力勢能總是相對于某一水平面來說，這個水平面叫做參考平面。在這個水平面上，物體的重力勢能取為零。通常選擇地面為參考平面。選擇不同的參考平面物體，重力勢能的數(shù)值是不同的。(4)彈性勢能【教師提問】撐桿跳運動員可以借助手中的彎曲的竿跳得很高，拉開的弓可以把箭射出，壓縮彈簧可以把小球彈出去一一彎曲的桿、拉開的弓、壓縮的彈簧有什么共同特征？【學生小組交流】這些物體都發(fā)生了彈性形變，每個物體的各個部分之間都有彈力的相互作通過彈性勢能的性質(zhì),理解發(fā)生彈性形變的物體的彈性勢能鍛煉學生的理解和解決實際的能力用。【教師引導】發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相

8、互作用，也具有勢能，這種勢能叫作彈性勢能?！窘處熝a充引導】彈性勢能的性質(zhì)(1)系統(tǒng)性：彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量，因而彈性勢能是整個系統(tǒng)所具有的。(2)相對性：彈性勢能的大小與選定的參考平面位置有關。對于彈簧，一般規(guī)定彈簧處于原長時的勢能為零。(3)對于同一彈簧從自然長度伸長和壓縮相同的長度時彈性勢能相同。【教師總結(jié)】彈力做功跟彈性勢能變化的關系彈性勢能變化只與彈力做功有關(1)當彈簧的彈力做正功時，彈簧的彈性勢能減少，彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(2)當彈簧的彈力做負功時，彈簧的彈性勢能增加，其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。(3)表達式：W彈EP=EP

9、1EP2【課堂小結(jié)】1、重力做功：WG=mgh,特點是重力做功與路徑無關。2、重力對物體所做的功，等于物體重力勢能變化量的負值，即WGEPo(1)重力對物體做多少正功，物體的重力勢能就減少多少。(2)物體克服重力做多少功，物體的重力勢能就增加多少。3、重方勢能的變化只取決于物體的重力所做功的情況。重力所做的功等于重方勢能的減少量，物體克服重力所做的功等于重方勢能的增加量。重力勢能的變化與其他因素均無關。4、彈性勢能變化只與彈力做功有關。課堂練習：1、卜列說法正確的是()A.重力做功的多少與運動的路徑有關B.重方勢能的變化與參考平面的選取無關C.彈簧的長度越長，彈簧的彈性勢能越大D.兩長度相同的

10、彈簧，勁度系數(shù)大的彈簧的彈性勢能大答案：B2、關于彈性勢能，卜列說法正確的是()A.任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能B.任何具有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C.物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能D.彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關答案：AB學生練習鞏固本節(jié)知識3、如圖所示的幾個運動過程中，物體的彈性勢能增加的是（）鞏固本節(jié)知識學生練習A.如圖甲，撐桿跳高的運動員上升過程中，竿的彈性勢能B.如圖乙，人拉長彈簧過程中，彈簧的彈性勢能C.如圖丙，模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中，橡皮筋的彈性勢能D.如圖丁，小球被彈簧向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能答案：B4、如圖所示，一輕

11、彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，從彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中（）A.重力勢能減少，彈性勢能減少B.重力勢能減少，彈性勢能增加C.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D.若用與彈簧原長相等不可伸長的細繩代替彈簧,更換細繩前后重力做功不變，彈力不做功答案：BC5、如圖所示，一裝置固定在水平地面上，AB是半徑為R的1光滑圓軌道，上端A離地面的高4度為H.一個質(zhì)量為m的小球從A點處由靜止滑下，落到地面上C點.若以軌道下端B所在的水平面為參考平面，關于小球的重力勢能，下列說法正確的是A.在A點為mgRB.在B點為mgRC.在C點為mgHD.在C點的-mgH-R答案：AD6、如圖甲所示，傾角30的足夠長固定光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉著質(zhì)量m1kg的物體沿斜面向上運動。已知物體在t1s到t3s這段時間的vt圖像如圖乙所示彈簧的勁度系數(shù)k200N/m，重力加速度g取10m/s2。則在該段時間內(nèi)（）A.物體的加速度大小為2m/s2B.彈簧的伸長量為3cmC.彈簧的彈