高中物理-重力勢能教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE重力勢能教學(xué)設(shè)計步驟教師活動學(xué)生活動設(shè)計目的新課引入情景引入：蓬松的白雪，給人以恬靜、美麗的感覺。然而雪崩爆發(fā)時，以排山倒海之勢，推毀沿途一切，給人類、自然界帶來災(zāi)難！（出示雪崩視頻）（出示美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑幻燈片圖片）雪崩和隕石為什么有這么大的威力？這是因為物體一旦處在一定高度時，就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所處的的高處落下時，這些能量就會以做功的方式釋放出來初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．用EP表示。那么重力勢能的大小與什么因素有關(guān)，又如何定量表示呢?讓學(xué)生從生活實際中感受重力勢能的存在，以及這種能量的普遍存在。新課教學(xué)重力做功探究一：重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)呢？也就是什么樣的物體具有較大的重力勢能呢？大家可以根據(jù)自己的生活實際，大膽的做出猜測，并說說你的理由。師：重力做功與重力勢能的變化密切相關(guān)，那么我們就可以通過研究重力做功來尋找重力勢能的具體表達式。探究二：請同學(xué)們計算一下三種情況下重力所做的功。師：同學(xué)們觀察上面三種情況下重力所做的功，發(fā)現(xiàn)他們有什么共同點和什么不同點嗎?師：通過上述的計算，我們可以得到這樣一個結(jié)論：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(guān)，而與物體運動路徑無關(guān)。即：WG=mgh1-mgh2重力勢能師：從上式大家可以看出，mgh這個物理量具有特殊意義。一方面它與重力做的功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的增加而增大，隨質(zhì)量的增加而增大，符合重力勢能的特征。因此，我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能，常用Ep表示，即Ep=mgh師：在定義出重力勢能的表達式后，我們就可以得到重力做功與重力勢能的變化的關(guān)系重力做功與重力勢能的變化的關(guān)系：WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep211、當(dāng)物體由高處向低處運動時：2、當(dāng)物體由低處向高處運動時：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力勢能減小重力做負功，即WG＜０，EP1＜EP2重力勢能增大重力做的功等于重力勢能的減少量物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量例題：塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為h2=3m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速下降呢？(g=10m/s-2)2、重力勢能的相對性師：請同學(xué)們討論一下，將質(zhì)量是2kg的小球放在2樓的地面上，該球的重力勢能是多少？g取10m/s2，每層樓高3米。師：大家得到的答案不同，主要原因是大家選擇的高度起點不同，也就是參考平面不同。從大家的計算可以看出，如果不選擇參考平面，重力勢能的值也是不確定的。所以選擇參考平面應(yīng)該是我們確定重力勢能的第一步。確定重力勢能的方法：（1）選擇參考平面——高度為0的面，也即重力勢能為0的面。（2）在參考平面上方的物體高度為正值，重力勢能也是正值；在參考平面下方的物體高度為負值，重力勢能也是負值。＋、－表示重力勢能的大小。（3）參考平面的選取是任意的，一般從研究問題的方便出發(fā)來選擇，很多時候我們選地面為參考平面。例題：如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2)參考平面小球在A點重力勢能小球在B點重力勢能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢能變化桌面6J-4J10J減少10J地面10J010J減少10J請同學(xué)們完成表格后回答問題比較小球在A、B兩點重力勢能的大小。參考平面不同時，重力勢能相同嗎？重力所做的功呢？重力勢能的變化量呢？結(jié)論：重力勢能的大小與參考平面的選擇有關(guān)，重力勢能的變化量與參考平面的選擇無關(guān)。重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能是誰具有的？是物體的？還是地球的？總結(jié)：物體重力勢能與重力有關(guān)，而重力是地球與物體間的相互作用力，若離開了地球，就談不上重力，所以，重力勢能是物體與地球所組成的“系統(tǒng)”所共有的。學(xué)生分組探究生：與高度有關(guān)。生：與質(zhì)量有關(guān)。在教師的引導(dǎo)下得出：在相同高度，物體質(zhì)量越大重力勢能越大；相同質(zhì)量的物體，高度越高物體的重力勢能越大。學(xué)生填寫表格第一種情況：WG=mgh=5J第二種情況：WG=mgh=5J第三種情況：WG=mgh=5J生：共同點：三種情況重力做功相同不同點：三種情況物體運動的路徑不同。學(xué)生自我解決學(xué)生討論，可能有不同答案。有的得到是60J，有的說是0J.學(xué)生填寫表格并分組討論。讓學(xué)生定性的對重力勢能的大小影響因素做出判斷。隨堂練習(xí)1、關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是()A、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功B、放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零C、在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等D、相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但不影響研究重力勢能的變化2．關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能變大了D．重力勢能的減少量等于重力對物體做的功3、如圖所示，長為2L的輕桿的中點有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和b，當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能如何變化，變化了多少？4、井深8m，井上支架高為2m，在支架上用一根3m長的繩子系住一個重100N的物體，則物體的重力勢能是(以地面為參考平面)（） A．100JB．700JC．－100JD．無法確定5、如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？(g取10m/s2)6、質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L，開始放在光滑的水平桌面上時，有eq\f(L,4)的長度懸在桌子的邊緣，如圖所示，松手后．鏈條滑離桌面，問：從開始到鏈條剛好滑離桌面的過程中重力勢能變化了多少？探究性作業(yè)一探究性作業(yè)二學(xué)生做題小結(jié)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了以下知識：一、重力做功的特點：與路徑無關(guān)，只與起點和終點的高度差有關(guān)二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。表達式Ep=mgh三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做正功，重力勢能減少重力做負功，重力勢能增加四、重力勢能是相對的，正負表示大小。一般不加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為零勢能參考面。五、重力勢能的系統(tǒng)性。板書設(shè)計7.4重力勢能一、重力做功WG=mgh1-mgh2二、重力勢能Ep=mgh1、重力做功與重力勢能的變化2、重力勢能大小的確定3、重力勢能的系統(tǒng)性學(xué)情分析1．認(rèn)知特點：高一學(xué)生開始從感性認(rèn)識向理性認(rèn)知過渡，從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。2．知識儲備：在初中時學(xué)生已經(jīng)接觸過重力勢能的概念，但只是處在對重力勢能、以及重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化的定性分析上，通過前三節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計算方法，這些都為本節(jié)課的知識講解提供了必要的知識儲備。3．學(xué)生能力：我所教班級的學(xué)生，基礎(chǔ)相對來說較好，學(xué)習(xí)習(xí)慣也很好，而且對于多數(shù)孩子來說思維還是比較活躍，具有一定的研究、學(xué)習(xí)能力。重力勢能是本章功和能的一個基本概念和物理量，要求學(xué)生知道重力勢能的定義，掌握重力勢能的公式，知道重力勢能是標(biāo)量，單位是焦耳，理解重力做功與重力勢能的改變的關(guān)系，知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負的含義，了解彈性勢能及決定因素。難點是重力勢能的相對性，而重力勢能的改變與參考平面無關(guān)。如果只是說明，學(xué)生很難理解和把握，于是把設(shè)計的重點放在引導(dǎo)學(xué)生探討問題，自己推出結(jié)論，用已學(xué)舊知識，推導(dǎo)新知識的結(jié)論，這樣學(xué)生就能更好的理解了，對于重力做功和重力勢能的關(guān)系，也是引導(dǎo)學(xué)生用舊知識的推導(dǎo)得到結(jié)論。這節(jié)課的設(shè)計能循序漸進，抓住了學(xué)生的思維特點，學(xué)生能由淺到深的思考問題，得到結(jié)論，調(diào)動了學(xué)生的興趣和積極性，把課堂還給了學(xué)生，有了些探究的味道，老師起了引導(dǎo)作用。改變了一些以前滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)模式，能引導(dǎo)學(xué)生自己去分析問題，解決問題，得出結(jié)論，學(xué)生注意力集中，基本都很熱情的參與，感受到了有成就的自豪感，感覺到了是自己推導(dǎo)出的結(jié)論，確實是在老師的引導(dǎo)下完成的教學(xué)任務(wù)，而不是以前那樣全是老師講授完成的任務(wù)，學(xué)生反映對知識的理解更具體和深刻，印象深，應(yīng)用知識解決類似問題的能力和速度也提高了。不足之處是過于追求知識的完整和嚴(yán)謹(jǐn)，對學(xué)生的答案要求過高，給予補充的太多太細，還過于急躁的在學(xué)生回答時插話，有些問題放不開讓學(xué)生討論。老擔(dān)心學(xué)生的討論不夠全面，有遺漏，所以老師強調(diào)補充的還是太多了。以后上課還要多注意，加強學(xué)生的討論和交流，讓學(xué)生真正變?yōu)橹黧w，引導(dǎo)的方法和技巧更科學(xué)、靈活、合理。《重力勢能》教材分析本節(jié)《重力勢能》是機械能的重要內(nèi)容，“勢能的改變”是下節(jié)“能量守恒定律”的知識基礎(chǔ)，是本章的一個重要知識點。本節(jié)進述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關(guān)系，為下節(jié)講機械能守恒定律做好準(zhǔn)備。同時在高中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生可能遇到的勢能還有：彈性勢能、電勢能、分子勢能，本節(jié)的講解思路也為學(xué)生學(xué)習(xí)電勢能、分子勢能打下堅實的基礎(chǔ)，所以重力勢能的學(xué)習(xí)對以后相關(guān)概念的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。與過去教材相比，本書重點分析了重力做功與路徑無關(guān)的問題。為了讓學(xué)生能夠理解重力做功的特點，教材通過物體從A點到B點的不同路徑的計算，得出重力對物體所做的功只跟起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)的結(jié)論。學(xué)生對圖7．4－1和圖7．4－2兩個路徑計算重力的功并不困難，但是要使學(xué)生真正認(rèn)識到這一點同時也為曲線運動時重力做功做好鋪墊，所以仍然要組織學(xué)生親自動手算一算這兩種情況下重力對物體做了多少功。對于物體沿任意曲線運動的情況，引導(dǎo)學(xué)生運用極限的思想化曲為直，進而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出重力做功的特點，在處理問題的過程中讓學(xué)生感受知識的形成過程，提高學(xué)生分析問題、形成結(jié)論的能力。通過對重力做功特點的研究，引入了重力勢能的概念。這一認(rèn)知是逐漸建立起來的，教師結(jié)合在“追尋守恒量”一節(jié)中所提到的勢能的定義，即“物體勢能是相互作用的物體憑借其位置而具有的能量?！眴l(fā)學(xué)生思考并得出，重力勢能應(yīng)跟物體在地球的相對位置有關(guān)，還應(yīng)與物體受到的重力有關(guān)。然后讓學(xué)生體會教材中所寫的“看起來，物體所受的重力mg與它所處位置的高度的乘積mgh，是一個有特殊意義的物理量。”它的特殊意義在于：一方面與重力所做的功密切相關(guān)，另一方面它隨著高度的變化而變化，它恰恰是我們要尋找的重力勢能的表達式。根據(jù)重力做功的特點，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。通過舉例讓學(xué)生體會到：物體向上運動，重力做負功，重力勢能增加；重力做了多少功，重力勢能就增加多少。物體向下運動，重力做正功，重力勢能減少；重力做了多少功，重力勢能就減少多少。新教材在知識安排上與老教材相比有很大不同。老教材在給出“功是能量變化的量度”這一結(jié)論后探究重力做功與重力勢能的變化關(guān)系，從而引出重力勢能。而新教材對這一思想的引入采用的是逐漸滲透的方式。在對生活中生動實例的定性分析以后，引入重力做功，給出重力勢能的表達形式，讓學(xué)生在階梯式的學(xué)習(xí)中自己尋找“功與能量”的關(guān)系。提升了學(xué)生對物理知識的興趣，鍛煉了學(xué)生的物理思維能力。1、關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是()A、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功B、放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零C、在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等D、相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但不影響研究重力勢能的變化2．關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能變大了D．重力勢能的減少量等于重力對物體做的功3、如圖所示，長為2L的輕桿的中點有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和b，當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時，小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能如何變化，變化了多少？4、井深8m，井上支架高為2m，在支架上用一根3m長的繩子系住一個重100N的物體，則物體的重力勢能是(以地面為參考平面)（） A．100JB．700JC．－100JD．無法確定5、如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？(g取10m/s2)6、質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L，開始放在光滑的水平桌面上時，有eq\f(L,4)的長度懸在桌子的邊緣，如圖所示，松手后．鏈條滑離桌面，問：從開始到鏈條剛好滑離桌面的過程中重力勢能變化了多少？現(xiàn)對該課堂教學(xué)做幾點思考、總結(jié)：【關(guān)于物理概念的教學(xué)】對于一個物理概念的形成，學(xué)生往往從感性認(rèn)知到理性認(rèn)知，從定性認(rèn)識到定量計算，對于概念應(yīng)用更需要創(chuàng)設(shè)一些特例情景供學(xué)生探究，在實踐中強化物理概念。遵循以上規(guī)律，在這堂課教學(xué)中處理如下：引入概念：這一階段主要通過圖片創(chuàng)設(shè)情景，聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及對引入的物理概念的認(rèn)同感。探究概念：由播放視頻展示問題情景，通過實驗和理論探究相結(jié)合得出重力勢能的定義式，該環(huán)節(jié)教學(xué)以學(xué)生的初中知識為起點，引導(dǎo)學(xué)生從感性思維過渡到理性思維，在這個過程中，充分運用多元的感知方式促進學(xué)生對物理概念的形成。應(yīng)用概念：在這一堂課中關(guān)于“重力勢能變化與重力做功關(guān)系”及“重力做功與路徑無關(guān)”這兩點教學(xué)內(nèi)容的安排就是針對重力勢能概念應(yīng)用而設(shè)計的，通過這一環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)，能培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用物理概念分析問題的能力。為了達到這樣的教學(xué)目的，在教學(xué)設(shè)計時有意識選擇典型的特例引導(dǎo)學(xué)生進行探究學(xué)習(xí)，授課過程中結(jié)合學(xué)生認(rèn)知水平，合理安排教師講授與學(xué)生自主探究相結(jié)合，即有對學(xué)生的有效指導(dǎo)，可供學(xué)生水平較低的學(xué)生從思想方法獲得模仿，通過學(xué)生自主探究的實踐，鞏固物理概念，并在應(yīng)用中體驗和感悟知識應(yīng)用?！娟P(guān)于教學(xué)時間與教學(xué)進度的矛盾統(tǒng)一問題】矛盾對立之處：對于課時緊張問題，是課改以來教學(xué)中遇到的最大問題。在上一個學(xué)段中，我的一個指導(dǎo)原則即在有限時間中，以講授方式傳授知識，這樣很多探究直接由教師一人言，一堂課下來，學(xué)生被動緊張，身心疲憊，提不起興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳。解決矛盾之法：我在不斷反思調(diào)整自己的教學(xué)策略，探索在有限時間資源下，