【教学设计】
人教版高中物理必修二
《重力势能》教学设计
【课标解读】
依据课程标准和学情，制定教学目标如下：
一、知识与技能
?1．理解重力势能的概念，强调“势”的含义，会用重力势能的定义进行计算。
?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和系统性。
?二、过程与方法
?用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。
?三、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，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
【教材分析】
本节知识点是人教版高一物理第七章第四节的内容，本节是高中第一次定量地研究能量，它在教材中的地位是不言而喻的，它的研究方法将会对今后的学习产生深远的意义。对于能量是如何来定义或是量度，这是这节课首先要解决的问题,也就要求本课需先阐述物理学中是通过功能关系来定义能量这一思想，规定“功是能量转化的量度”，让学生明白物体做功的过程就是能量转化的过程。这样就能促进学生今后不管碰到什么形式的能量问题，都能通过做功的角度来思考并解决问题。
?与过去的处理方法相比，本节教材认真分析了重力做功与路径是否有关的问题。这样做的目的不是为了追求严密，而是想有助于学生形成严肃认真的科学态度。本教学设计主要从恒力做功的案例，推导出恒力（除摩擦力外）做功的特点，让学生去猜测并证明重力做功的特点，反其道而行之，加深学生对这种力做功特点的理解，为后续的学习灌输一种思想。接着紧紧抓住功是能量转化的量度，使其理解并建立重力势能的概念，引出重力势能的定义式，明确重力做功和重力势能变化的关系。
【学情分析】
1.认知特点：高一学生开始从感性认识向理性认知过渡，从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2．知识储备：在初中时学生已经接触过重力势能的概念，但只是处在对重力势能、以及重力势能与动能的相互转化的定性分析上，通过前三节内容的学习，学生已学习了功的概念和计算方法，这些都为本节课的知识讲解提供了必要的知识储备。 3．学生能力：我所教的班级基础相对来说较为薄弱，学习习惯也不是很好。但对于多数孩子来说思维还是比较活跃，具有一定的研究、学习能力。
【教学重、难点】
教学重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点：重力势能的相对性和系统性。
【教学方法】
情景教学法、多媒体辅助法、合作讨论法、科学探究法
【学法指导】
科学探究法:有利于学生主动的获取知识，发挥学生的主体作用，增强学习的积极性，培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度。
【教学流程】
第一步、课前自主预习
课前布置预习任务，下发《预案》，学生整体把握教材，广泛搜集资料，完成教师精心制定的《预案》。
设计意图：本着“以学生为主体”的原则，通过学生课前自学，落实本节基础知识。完成后，各学习小组内相互交流，统一认识。
第二步、课堂学习
环节一、学情调查，情景导入
教师活动：出示两张图片。
教师导语：铁质流星为什么能砸出这么大的坑？水力发电站为什么能发电？电能是由什么能转化来的？
设计意图：让学生感受重力势能的存在以及它的威力，激发学生学习兴趣。
环节二、问题展示，合作探究
探究一、重力的功
(认真阅读p64教材，独立推导这几种情况下重力做的功)
图7．4—1中WG＝
图7．4—2中WG=
比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？
图7．4—3中重力做的功如何求?
在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？
你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?
探究二、重力势能
重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?
重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?
探究三、重力势能的相对性和系统性
1、在参考平面上方的物体的高度是 值，重力势能也是 值
2、在参考平面下方的物体的高度是 值，重力势能也是 值
3、势能是标量，+、—表示
4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是 的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的 ，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同．
5、重力势能是 与物体所组成的系统共有的，而不是 单独具有的
探究四：重力势能与重力做功的有何关系?
重力势能与重力做功的关系：
当物体由高处向低处运动时，重力做 功，物体重力势能 ，也就是WG>0，Ep1>Ep2；
当物体从低处运送到高处时，重力做 功(或者说 )，重力势能 ， Epl环节三 达标检测、巩固提升
设计意图：通过预案上3个题和学案上5个题，当堂测评，检测学习效果。
环节四 知识梳理、归纳总结
设计意图：运用列提纲的形式，把本节知识点提炼出来，写到学案上。
环节五 预习指导、新课链接
设计意图：通过对下一节课的学习内容进行指导，利于学生在下一节课的课前完成自主学习，提升课堂效率。
【教学反思】
本节课的整体设计思路是通过教师的有效引导，发挥学生的主体地位，把课堂还给学生。本课的设计不拘于课本，遵循三个层次要素，即“观察、思维、迁移”。在教学活动中要积极创设情境，因势利导地开展分组合作探究活动，让学生在快乐中学习，在探究中成长，在应用中提高。注重现代教育技术在实际教学中的运用，利用白板、图片等网络资源多种途径获得信息，实现信息技术和数字教育资源与教学实施过程的深度融合。加强了学科知识与生活的联系，引导学生解决现实生活中的实际问题。教师在各个环节适时做好引导，结合具体案例教会学生分析问题的方法，培养理论联系实际的能力以及科学的决策观。结合效果分析，本节出色的达成了教学目标，并注重了生成性目标的达成。
评测练习
预案：
A1、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，下列说法中正确的 ( )
A、沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多
B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C、沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
D、以上几种情况下克服重力所做的功一样多
A2、 若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为( )
A．沿路径I重力做功最大。 B．沿路径II重力做功最大。
C．沿路径I和II重力做功一样大。 D．条件不足不能判断。
A3、如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能 （ ）
A、mgh B、mgH C、mg（H+h） D、mg（H-h）
学案：
A1、下列说法中正确的是……………( )
A、重力势能恒大于零 B、重力做功的多少与参考平面的选取有关
C、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
D、相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题
B2、关于重力势能的理解，下列说法正确的是 ( ) A.重力势能是一个定值 B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少 C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于0
D.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
B3、井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是(以地面为参考平面) ( )
A.100J B.700J C.－100J D.无法确定
C4、物体在运动过程中，克服重力做功50J，则( )
A.重力做功为50J B.物体的重力势能一定增加50J
C.物体的重力势能一定减小50J D. 物体的重力势能一定是50J
C5、在排球比赛中，某运动员用400 N的力把质量为270 g的排球从2．8 m的高度扣向对方的场地内．在球被扣到落地的过程中，重力对他所做的功是多少?排球的重力势能变化了多少? (g取10m／s2)
课件17张PPT。 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。 学情调查、情境导入水力发电站为什么能够发电？
重力势能物体由于被举高而具有重力势能问题展示、合作探究猜想：物体的重力势能与什么因素有关？物体的质量物体的高度复习回顾当力和位移在同一方向上时，力对物体所做的功
若力和位移不在同一方向，力对物体所做的功
物体沿曲线运动重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而与物体运动的路径无关。8一、掌握重力做功的特点重力做的功等于“mgh”这个量的变化。在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量。就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能的表达式 即：物体的重力势能等于物体所受的重力与所处高度的乘积．二、理解重力势能的概念需要先选定参考平面脑筋急转弯：人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？（零势能面）对重力势能的理解：①重力势能具有相对性理论上零势能面的选取是任意的
一般选地面或系统最低处为参考平面
②重力势能是标量，其“+”、“-”表示大小③重力势能是地球和物体系统所共有的。通常 讲物体具有重力势能为习惯说法。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)6J10J-4J010J10J减少10J减少10J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，重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关课堂练习正功负功减少增加重力做的功等于重力势能的减少物体克服重力做的功等于重力势能的增加 三、理解重力做功与重力势能变化的关系当堂检测、巩固提升一、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
二、重力势能表达式：
三、重力势能相对性和系统性
一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。
势能是系统所共有
四、重力做功与重力势能变化的关系
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加
知识梳理、归纳总结预习指导、新课链接学习目标：
1、理解弹性势能的概念及意义。
2、猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养科学预测的能力．
3、学习计算变力做功的思想方法．
4、掌握弹力做功与弹性势能变化之间的关系。
