8.2 重力势能 教案
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文档简介
§8.2重力势能
【教学目标】
1、知识与技能
1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算..Com]
2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关.
3.知道重力势能的相对性.
4.了解弹性势能.
2、过程与方法
1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式.
2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象.
3、情感、态度与价值观
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发培养学生探索自然规律的兴趣。
【重点难点】
重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
【教学过程】
一、视频引入，激发兴趣
事例一：雪崩
我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……
事例二：水电站水力发电，研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。如果遭到破坏，水将展示它恐怖的力量。
事例三：打桩机，利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。
它们具有潜在能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。
我们初中的时候学过重力势能，那它是怎么定义的呢？
定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。用EP表示。
二、重力势能的影响因素
（一）提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
（二）建立假设
师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。
（三）用身边的物品检验假设
结论：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；
质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。在物理学中我们用EP来表示重力势能，那EP具体是怎么计算的呢？
三、重力做功
第一层次：能找出以下几种情况物体做功的多少
类型一：物体竖直下落
类型二：物体沿斜线运动
类型三：物体沿曲线运动
让学生写出几种情况下，物体从A→C，重力做的功：
图C是物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出，重力做功也为mgh。
学生讨论，找出重力做功的计算式
类型1：WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
类型2：WG＝mgl cosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
类型3：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋… ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
学生总结：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同.
教师特别指出：“ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一 方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。
得出结论：EP=mgh
即重力势能等于物体重力与高度的乘积。
第二层次：理解EP=mgh
主要采取讲授式
定义：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。
标矢性：标量 单位：焦耳（J）
相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关，结合实例让学生分析总结，得出结论。
④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。
四、重力做功与重力势能
推导：有了重力势能的定量表示，重力做功WG=mgh1 -mgh2= Ep1 - Ep2
关系：重力做功是重力势能变化的量度
情况一：结合实例得出当物体由高处向低处运动时：重力做正 功，重力势能减少；
情况二：结合实例得出当物体由低处向高处运动时：重力做负 功，重力势能增加。
练习1选择题
练习2课本“问题与练习”第3题： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
结论：选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关
五、教学总结
1、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关
2、重力势能定义: 物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积；
3、重力势能的特点：具有相对性；
4、重力做功与重力势能的改变的关系：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；重力做负功时（物体克服重力作功），重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功
课后作业
必作：课本“问题与练习”第1、2题。选作： 一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功 (g= 10m/s2）。
板书设计 §8.2 重力势能一、重力做功WG =mgh1- mgh2二、重力势能 Ep = mgh1、重力做功与重力势能的变化2、重力势能大小的确定3、重力势能的系统性
实例分析重力做功特点
通过实例探究WG=-ΔEP关系
总结提升
练习反馈
重力做功与重力势能关系
经历探究过程得出EP=mgh
结合生活理解EP=mgh
视频引入复习重力势能概念
4
【教学目标】
1、知识与技能
1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算..Com]
2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关.
3.知道重力势能的相对性.
4.了解弹性势能.
2、过程与方法
1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式.
2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象.
3、情感、态度与价值观
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发培养学生探索自然规律的兴趣。
【重点难点】
重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
【教学过程】
一、视频引入，激发兴趣
事例一：雪崩
我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……
事例二：水电站水力发电，研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。如果遭到破坏，水将展示它恐怖的力量。
事例三：打桩机，利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。
它们具有潜在能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。
我们初中的时候学过重力势能，那它是怎么定义的呢？
定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。用EP表示。
二、重力势能的影响因素
（一）提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
（二）建立假设
师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。
（三）用身边的物品检验假设
结论：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；
质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。在物理学中我们用EP来表示重力势能，那EP具体是怎么计算的呢？
三、重力做功
第一层次：能找出以下几种情况物体做功的多少
类型一：物体竖直下落
类型二：物体沿斜线运动
类型三：物体沿曲线运动
让学生写出几种情况下，物体从A→C，重力做的功：
图C是物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出，重力做功也为mgh。
学生讨论，找出重力做功的计算式
类型1：WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
类型2：WG＝mgl cosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
类型3：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋… ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
学生总结：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同.
教师特别指出：“ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一 方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。
得出结论：EP=mgh
即重力势能等于物体重力与高度的乘积。
第二层次：理解EP=mgh
主要采取讲授式
定义：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。
标矢性：标量 单位：焦耳（J）
相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关，结合实例让学生分析总结，得出结论。
④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。
四、重力做功与重力势能
推导：有了重力势能的定量表示，重力做功WG=mgh1 -mgh2= Ep1 - Ep2
关系：重力做功是重力势能变化的量度
情况一：结合实例得出当物体由高处向低处运动时：重力做正 功，重力势能减少；
情况二：结合实例得出当物体由低处向高处运动时：重力做负 功，重力势能增加。
练习1选择题
练习2课本“问题与练习”第3题： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
结论：选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关
五、教学总结
1、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关
2、重力势能定义: 物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积；
3、重力势能的特点：具有相对性；
4、重力做功与重力势能的改变的关系：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；重力做负功时（物体克服重力作功），重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功
课后作业
必作：课本“问题与练习”第1、2题。选作： 一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功 (g= 10m/s2）。
板书设计 §8.2 重力势能一、重力做功WG =mgh1- mgh2二、重力势能 Ep = mgh1、重力做功与重力势能的变化2、重力势能大小的确定3、重力势能的系统性
实例分析重力做功特点
通过实例探究WG=-ΔEP关系
总结提升
练习反馈
重力做功与重力势能关系
经历探究过程得出EP=mgh
结合生活理解EP=mgh
视频引入复习重力势能概念
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