人教新課標(biāo)高中物理必修二教案2.重力勢(shì)能第1課時(shí)

1、2重力勢(shì)能教學(xué)目標(biāo)知道重力勢(shì)能的概念，掌握重力勢(shì)能的表達(dá)式。理解重力勢(shì)能是相對(duì)的，知道重力勢(shì)能是物體和地球共有的。理解重力做功與物體的具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)，只與物體初末狀態(tài)有關(guān)。理解重力做功與重力勢(shì)能變化量的關(guān)系。知道彈性勢(shì)能的特點(diǎn)及影響彈性勢(shì)能大小的因素。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)重力勢(shì)能的表達(dá)式、重力做功的特點(diǎn)、重力勢(shì)能的特點(diǎn)、彈性勢(shì)能及其影響因素教學(xué)難點(diǎn)重力做功的特點(diǎn)、重力勢(shì)能的特點(diǎn)教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件教學(xué)過(guò)程新課引入教師活動(dòng)：展示雪景的圖片和雪崩的視頻。教師活動(dòng)：根據(jù)雪景的圖片和雪崩的視頻引入重力勢(shì)能的話(huà)題。白雪卻嫌春色晚，故穿庭樹(shù)作飛花。詩(shī)人用擬人的手法勾勒出一幅有關(guān)雪景的美麗圖畫(huà)。但現(xiàn)實(shí)中，白雪

2、帶給人們的并不總是詩(shī)情畫(huà)意的浪漫，還有可能是雪崩。發(fā)生雪崩時(shí)，高山上的積雪會(huì)瞬時(shí)獲得速度，并且還經(jīng)常夾雜著碎石向山下沖去，以排山倒海之勢(shì)將山下的區(qū)域掩埋。那么問(wèn)題來(lái)了，發(fā)生雪崩時(shí)，原來(lái)靜止的積雪是怎樣獲得速度的？經(jīng)過(guò)初中的學(xué)習(xí)，我們知道，這要用重力勢(shì)能來(lái)解釋。那么問(wèn)題又來(lái)了，我們應(yīng)怎樣定量地描述雪崩中的一塊碎石的重力勢(shì)能？講授新課一、重力做的功教師活動(dòng)：播放滑雪的視頻。教師口述：我們通過(guò)對(duì)滑雪模型的建構(gòu)來(lái)研究將滑雪者視為質(zhì)量為m的物體(質(zhì)點(diǎn))，物體從A點(diǎn)滑向C點(diǎn)，位移為1,與豎直方向的夾角為0,A點(diǎn)的高度為hi,C點(diǎn)的高度為h2。根據(jù)功的定義，物體從A點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中，重力做功為W=mglcos

3、0=mg(h2-hi)=mgh2-mghi(1)上式的結(jié)果正好等于物體從A點(diǎn)豎直下落到B點(diǎn)過(guò)程中重力所做的功。這表明，從A點(diǎn)到B點(diǎn)和從A點(diǎn)到C點(diǎn)，雖然路徑不同，但重力做的功是相同的。教師設(shè)問(wèn)：如果滑雪者以圖中的曲線(xiàn)路徑下滑，重力所做的功是怎樣的？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生之間思考老師所提問(wèn)題，然后舉手回答。教師活動(dòng)：理答。微元法將曲線(xiàn)路徑細(xì)分，每一段小到可看成一條直線(xiàn)，然后再計(jì)算每一小段路徑中重力所做的功，最后將這些小段相加。教師活動(dòng)：講解重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系。由重力做功的特點(diǎn)可知，重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系為Wg=Epi-Ep2=-ZEp(2)式中，Epi=mghi,表示物體在初位置時(shí)的重力勢(shì)

4、能；Ep2=mgh2,表示物體在末位置時(shí)的重力勢(shì)能。教師設(shè)問(wèn)：物體從高處下落的過(guò)程中，重力做功的正負(fù)是怎樣的，重力勢(shì)能又是怎樣變化的，是增大還是減??？物體被抬高的過(guò)程中，重力做功的正負(fù)是怎樣，重力勢(shì)能又是怎樣變化的，是增大還是減??？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生之間討論老師所提問(wèn)題，然后舉手回答。教師活動(dòng)：理答。二、重力勢(shì)能教師活動(dòng)：講解重力勢(shì)能的概念。物理學(xué)中，把物體因?yàn)樘幱谝欢ǖ母叨榷哂械哪芰糠Q(chēng)為重力勢(shì)能。教師設(shè)問(wèn)：影響重力勢(shì)能的因素有哪些，我們通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)回顧一下。教師活動(dòng)：播放視頻影響重力勢(shì)能的因素。教師口述：在初中，我們已經(jīng)知道物體的質(zhì)量越大，它的重力勢(shì)能就越大，速度越大，重力勢(shì)能就越大。但這些

5、描述只是定性的描述，怎樣才能描述物體的重力勢(shì)能呢？教師活動(dòng)：講解重力勢(shì)能的表達(dá)式。從公式(1)中，可以看到出物體所處的高度越大，其做功的“潛力”或“勢(shì)力”越大；其質(zhì)量越大，其做功的“潛力”或“勢(shì)力”越大。在物理學(xué)中，物體的重力勢(shì)能Ep表示為Ep=mgh重力勢(shì)能是標(biāo)量。它的單位與功的單位相同，在國(guó)際單位制中都是焦耳，符號(hào)為J。三、重力勢(shì)能的相對(duì)性教師活動(dòng)：講解重力勢(shì)能的相對(duì)性。對(duì)同一物體，重力勢(shì)能的大小由物體所處的高度決定。物體所處的高度總是相對(duì)一定的水平面而言，相對(duì)于不同的水平面，物體所處的高度是不同的。師生活動(dòng)：教師以教室內(nèi)的實(shí)物為例，選擇不同的樓層為0勢(shì)能參考面，讓學(xué)生說(shuō)出相應(yīng)的重力勢(shì)能。

6、四、彈性勢(shì)能教師活動(dòng)：播放有關(guān)蹦床運(yùn)動(dòng)的視頻。教師活動(dòng)：講解彈性勢(shì)能的概念。物理學(xué)中，把物體因?yàn)榘l(fā)生彈性形變而具有的能量稱(chēng)為彈性勢(shì)能。教師活動(dòng)：結(jié)合具體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析彈性床和運(yùn)動(dòng)員組成的系統(tǒng)的彈性勢(shì)能、動(dòng)能、重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。教師設(shè)問(wèn)：請(qǐng)從力與運(yùn)動(dòng)的角度彈性床的形變和運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)。教師活動(dòng)：展示撐竿跳高的圖片，讓學(xué)生分別從力與運(yùn)動(dòng)、功與能的角度分析撐竿的形變和運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)。教師活動(dòng)：講解影響彈性勢(shì)能大小的因素。V0分別上拋、平拋、斜拋,典題剖析例1在高處的某一點(diǎn)將三個(gè)質(zhì)量相同的小球以相同的速率那么以下說(shuō)法正確的是（）A.從拋出到落地過(guò)程中，重力對(duì)它們所做的功都相等B.因物體的軌跡不同，重力做功

7、不相等C.從拋出到落地過(guò)程中，重力對(duì)它們做功的平均功率都相等D.如果考慮空氣阻力，則從拋出到落地過(guò)程中，重力做功不相等答案：A解析：由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置高度差有關(guān)，三個(gè)小球初、末位置的高度差相同，所以重力做功都相等，A正確，B、D錯(cuò)誤；三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不一樣，所以平均功率不相等，C錯(cuò)誤。例2如圖所示，桌面距地面0.8m,一物體質(zhì)量為2kg,放在距桌面0.4m高的支架（圖上未畫(huà)出）上。（g取10m/s2）（1）以地面為參考平面, 中，重力勢(shì)能變化了多少？計(jì)算物體具有的重力勢(shì)能，并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過(guò)程（2）以桌面為參考平面，計(jì)算物體具有的重力勢(shì)能，并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過(guò)程中，重力勢(shì)能變化了多少？解：（1）以地面為參考平面，物體的高度hi=（O.4+0.8）m=1.2m因而物體具有的重力勢(shì)能為Ep1=mgh1=2X10X1.2J24J物體落至桌面時(shí)，重力勢(shì)能Ep2=mgh2=2X10 x0.8J16J物體重力勢(shì)能的變化量為AEp=Ep2-Ep1=16J-24J=-8J即重力勢(shì)能減少了8Jo（2）以桌面為參考平面，物體距參考平面的高度h/=0.4m,因而物體具有的重力勢(shì)能為Ep1=mgh=2X10X0.4J8J物體落至桌面時(shí)，重力勢(shì)能Ep2=0。物體重力勢(shì)能的變化量為AEp=Ep2一Ep