8.2 重力势能 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 8.2 重力势能 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 395.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-25 19:09:37 | ||
图片预览
文档简介
教学设计
课题 重力势能
课型 新授课
目 标 确 立 依 据 课 标 分 析 课标摘录 《普通高中物理课程标准（2017年版）》与本节课相关的要求： 2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。
课标分解 学生学什么 理解重力做功特点。 理解重力势能。 理解重力做功和重力势能变化的关系。 体会微元法的应用。 学生学到什么程度 理解重力做功的特点。 理解重力势能，会求重力势能，会比较重力势能大小，知道重力势能具有相对性，正负表示大小。 理解重力做功和重力势能变化的关系。 学生怎么学 通过任务一，分析、归纳得出重力做功特点。 通过对对比实验与重力做功的分析，得出重力势能表达式。通过演示实验估算重力势能，知道重力势能具有相对性，其正负表示大小。 通过任务二，计算重力势能、重力做功、重力势能的变化，定量理解重力做功与重力势能变化的关系。结合任务一的结论，强化理解。
教材分析 1. 本节课内容是上一节“功和功率”的应用特例——重力做功，同时是后续内容“机械能守恒定律”的基础，是本章的重要内容。 重力做功是重力势能变化的量度，是重要的功能关系，为下一节内容动能定理功能关系的理解打下基础。 2. 本节课通过创设情境，引导学生分析、总结重力做功特点。通过对比实验，认识到影响重力势能的两个因素，进一步分析得出重力势能表达式。通过演示实验认识重力势能有正负，表示大小。在具体问题中求解重力势能，进一步分析重力做功和重力势能变化的关系。 3.本节课在分析归纳的情境中，增强了学生对物理过程的认识，培养了学生的分析、归纳总结的能力。通过演示实验，认识到可以用正负表示重力势能的大小。通过解决具体问题，发现重力做功与重力势能变化的关系。
学情分析 知识层面：学生已经学习了功，会求直线运动中的重力做功。在此基础上引导学生应用微元法，进一步分析沿曲线运动过程中求解重力做功。对于功能关系有了初步的认识，知道做功是能量转化的过程，对理解重力做功是重力势能变化的量度打下基础。 能力层面：能够准确计算直线运动过程中的做功情况。对于沿曲线运动的过程，能够想到应用微元法，化曲为直，将新问题变成已经会解决的问题进行研究，再归纳总结规律。
学习目标 1.物理观念：通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点 。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。 2.科学思维：比较实心球不同路径下落，概括出重力做功与路径无关，理解重力势能的表达式，科学推理出重力做功伴随着重力势能的变化。 3.科学探究：利用控制变量法，通过实验，来验证重力势能的影响因素，并对出现的问题通过小组交流作出合理解释。 4.科学态度与责任：通过央视新闻素材，认识科学与生活的联系，提升社会责任。
学习重难点 重点： 1. 分析、归纳重力做功的特点； 2. 理解重力势能，知道重力势能具有相对性，正负表示大小； 3. 理解重力做功和重力势能变化的关系。 难点： 1. 利用微元思想求解曲线运动中重力做的功； 2. 理解重力做功与重力势能变化的关系。
教学辅助支持 希沃白板（课件、动画、投影、教学过程中应用放大功能）、高空抛物案例视频、对比实验视频、演示实验、
学习评价设计 针对重力做功特点的得出过程，设置学习评价1；针对重力势能表达式的得出和理解，设置学习评价2；针对重力做功与重力势能变化的关系，设置学习评价3.
教学活动设计
教师活动学生活动 学习评价环节一：引入新课播放高空抛物视频案例： 问题1：从这个案例中，你有哪些感悟？ 阐述观点： 高空抛物存在安全隐患 国家出台相关法律法规 处于高处的物体具有重力势能 设计意图说明：从身边事入手，体会处于高处的物体具有跟位置有关的重力势 能，增强安全意识和法律意识，提升社会责任感。环节二：重力做功 任务一、请求解小球m分别沿三种不同的路径，从h1高度运动到h2高度过程中重力做的功。 追问1：发现三种情境中，小球均从h1下落到h2高度，比较重力做功，有什么发现？ 完成任务一，比较不同情境中重力做功，归纳重力做功特点。 学习评价1： 能够求出沿1.2路径运动过程重力做功：（合格） 能够求出沿曲线3路径运动过程重力做功，并能够清晰阐述微元法的应用：（良好） 归纳出重力做功特点：（优秀）设计意图说明：引导学生通过做任务一，归纳重力做功特点，亲自发现重力做功与运动路径无关。再一次体会微元法的应用，培养物理思维。环节三：重力势能播放对比实验视频： 问题2：从视频中的对比实验，你有什么发现？ 问题3：重物下落过程重力势能如何变化？ 追问1：下落过程中有哪个力做功了？ 追问2：结合任务一三种情境中重力做功和问题3，重力势能应该怎样表示呢？ 说明：重力势能单位、标量。 课堂演示实验：用手拖着板擦在空中静止，请确定板擦的重力势能。板擦质量约50g，手离桌面50cm高，桌面离地面高度1m。 追问1：选桌面为零势能面，将板擦放到桌面上重力势能是多少？ 将板擦放到桌面下方重力势能怎么表示？认识重力势能与高度有关；与质量有关。 分析、确定重力势能表达式； 理解重力势能。 分析板擦的重力势能，认识重力势能的相对性。学习评价2： 能够认识到同一物体所处位置越高，重力势能越大；在同一高度处，质量越大，重力势能越大（合格） 认识到高度变化，重力势能变化，相应过程中重力做功（良好） 分析、确定重力势能表达式（优秀）设计意图说明：通过对比实验视频和演示实验，引导学生确定重力势能表达式，理解重力势能，理解重力势能相对性和正负。环节四：重力做功与重力势能的变化 任务二、如图，有一个质量 0.5 kg 的小球从桌面以上高 h 1 =1.2 m 的 A 点落到地面上的 B 点，桌面的高为 h 2 =0.8 m 。请按要求填写下表 (g=10m/s 2 ) 。 追问1：观察表格中数据，你有什么发现吗？ 追问2：结合任务一，发现重力做功与重力势的变化有怎样的关系？完成任务二，回答问题。 学习评价3： 准确计算，填写表格（合格） 能够认识到重力势能大小与参考平面选取有关，重力势能的变化量与参考平面选取无关（良好） 能够准确表述重力做功与重力势能变化量的关系（优秀）课堂小结
板书设计
重力势能 重力做功 特点：与运动路径无关，只与初末位置高度差有关。 重力势能 Ep=mgh 单位J、状态量、标量、相对性（参考平面） 重力做功与重力势能变化的关系 p
作业与拓展学习设计
1. 试根据功的定义计算沿不同斜面运动时重力做的功，它的大小与斜面的倾角是否有关？ （学习目标1） 2. （1）足球由位置 1 运动到位置 2 时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？ （2）足球由位置 2 运动到位置 3 时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？ （学习目标2、3） 3. 长为2 m、质量为10 kg的一条细铁链放在水平地面上，从提起铁链一端直到铁链全部离开地面的瞬间， 铁链克服重力做的功为多少？重力势能变化多少？( g 取9.8 m/s 2 ) （学习目标1、3）
特色学习资源分析、技术手段应用说明
软件与技术手段应用： 希沃白板（课件、动画功能、投影功能、教学过程中应用放大功能）、高空抛物案例视频、对比实验视频、演示实验。 说明 微元法是高中物理学习过程中必须掌握的一种处理问题的方法。在必修一“匀变速直线运动的位移与时间的关系”一节中曾应用过，将时间进行无限分割，最终图线和坐标轴围成的面积表示物体运动的位移。在本节课中，求小球沿曲线下落过程中重力做功，学生不曾接触过这样的问题，引导学生将新问题转化成已经解决过的问题，既将曲线运动转化成直线运动研究。利用微元法，将轨迹分割成很多小段，直到每小段都能看成直线为止。将这一分割、化曲为直的过程，利用希沃白板的放大功能进行展示，直到分割成每小段都是直线，看到轨迹确是直线后再分别求解、求和，能使学生对微元法的应用更加深刻，进而掌握微元思想。 投影展示学生完成的任务，既是对学生活动的肯定，也是对做的不够好的学生的激励。 做得好一点，争取下次获得展示的机会，形成良性循环，同时也使学习评价落地实施。 利用板擦（手边易得、生活常见物）进行演示实验，帮助学生理解重力势能，理解重力势能的相对性和正负，拉近了物理与生活的距离，增强学生观察意识和能力，潜移默化地培养学生建模和估算能力，实现从生活走向物理，从物理走向社会。 利用高空抛物视频，增强学生的安全意识、法律意识和社会责任感。发生在身边的事物，如何看待？正确引导价值取向，引导学生从物理角度解释现象。 利用希沃制作动画，可以使运动过程“动”起来，增强直观体验，调动学习兴趣，符合物理思维发展过程。 高空对比实验不好操作，存在安全隐患，用cctv权威的实验视频代替，效果很好。
教学反思与改进
学生通过完成驱动任务和问题，使本节课教学目标已达成。 存在的问题：教学过程中应用了希沃白板放大功能，讲解应用微元法求解小球沿曲线下落过程中重力做功，其中放大讲完后再缩回到原来状态书写表达式也许会更好。这样能够让学生有个整体结构上的认识。
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课题 重力势能
课型 新授课
目 标 确 立 依 据 课 标 分 析 课标摘录 《普通高中物理课程标准（2017年版）》与本节课相关的要求： 2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。
课标分解 学生学什么 理解重力做功特点。 理解重力势能。 理解重力做功和重力势能变化的关系。 体会微元法的应用。 学生学到什么程度 理解重力做功的特点。 理解重力势能，会求重力势能，会比较重力势能大小，知道重力势能具有相对性，正负表示大小。 理解重力做功和重力势能变化的关系。 学生怎么学 通过任务一，分析、归纳得出重力做功特点。 通过对对比实验与重力做功的分析，得出重力势能表达式。通过演示实验估算重力势能，知道重力势能具有相对性，其正负表示大小。 通过任务二，计算重力势能、重力做功、重力势能的变化，定量理解重力做功与重力势能变化的关系。结合任务一的结论，强化理解。
教材分析 1. 本节课内容是上一节“功和功率”的应用特例——重力做功，同时是后续内容“机械能守恒定律”的基础，是本章的重要内容。 重力做功是重力势能变化的量度，是重要的功能关系，为下一节内容动能定理功能关系的理解打下基础。 2. 本节课通过创设情境，引导学生分析、总结重力做功特点。通过对比实验，认识到影响重力势能的两个因素，进一步分析得出重力势能表达式。通过演示实验认识重力势能有正负，表示大小。在具体问题中求解重力势能，进一步分析重力做功和重力势能变化的关系。 3.本节课在分析归纳的情境中，增强了学生对物理过程的认识，培养了学生的分析、归纳总结的能力。通过演示实验，认识到可以用正负表示重力势能的大小。通过解决具体问题，发现重力做功与重力势能变化的关系。
学情分析 知识层面：学生已经学习了功，会求直线运动中的重力做功。在此基础上引导学生应用微元法，进一步分析沿曲线运动过程中求解重力做功。对于功能关系有了初步的认识，知道做功是能量转化的过程，对理解重力做功是重力势能变化的量度打下基础。 能力层面：能够准确计算直线运动过程中的做功情况。对于沿曲线运动的过程，能够想到应用微元法，化曲为直，将新问题变成已经会解决的问题进行研究，再归纳总结规律。
学习目标 1.物理观念：通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点 。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。 2.科学思维：比较实心球不同路径下落，概括出重力做功与路径无关，理解重力势能的表达式，科学推理出重力做功伴随着重力势能的变化。 3.科学探究：利用控制变量法，通过实验，来验证重力势能的影响因素，并对出现的问题通过小组交流作出合理解释。 4.科学态度与责任：通过央视新闻素材，认识科学与生活的联系，提升社会责任。
学习重难点 重点： 1. 分析、归纳重力做功的特点； 2. 理解重力势能，知道重力势能具有相对性，正负表示大小； 3. 理解重力做功和重力势能变化的关系。 难点： 1. 利用微元思想求解曲线运动中重力做的功； 2. 理解重力做功与重力势能变化的关系。
教学辅助支持 希沃白板（课件、动画、投影、教学过程中应用放大功能）、高空抛物案例视频、对比实验视频、演示实验、
学习评价设计 针对重力做功特点的得出过程，设置学习评价1；针对重力势能表达式的得出和理解，设置学习评价2；针对重力做功与重力势能变化的关系，设置学习评价3.
教学活动设计
教师活动学生活动 学习评价环节一：引入新课播放高空抛物视频案例： 问题1：从这个案例中，你有哪些感悟？ 阐述观点： 高空抛物存在安全隐患 国家出台相关法律法规 处于高处的物体具有重力势能 设计意图说明：从身边事入手，体会处于高处的物体具有跟位置有关的重力势 能，增强安全意识和法律意识，提升社会责任感。环节二：重力做功 任务一、请求解小球m分别沿三种不同的路径，从h1高度运动到h2高度过程中重力做的功。 追问1：发现三种情境中，小球均从h1下落到h2高度，比较重力做功，有什么发现？ 完成任务一，比较不同情境中重力做功，归纳重力做功特点。 学习评价1： 能够求出沿1.2路径运动过程重力做功：（合格） 能够求出沿曲线3路径运动过程重力做功，并能够清晰阐述微元法的应用：（良好） 归纳出重力做功特点：（优秀）设计意图说明：引导学生通过做任务一，归纳重力做功特点，亲自发现重力做功与运动路径无关。再一次体会微元法的应用，培养物理思维。环节三：重力势能播放对比实验视频： 问题2：从视频中的对比实验，你有什么发现？ 问题3：重物下落过程重力势能如何变化？ 追问1：下落过程中有哪个力做功了？ 追问2：结合任务一三种情境中重力做功和问题3，重力势能应该怎样表示呢？ 说明：重力势能单位、标量。 课堂演示实验：用手拖着板擦在空中静止，请确定板擦的重力势能。板擦质量约50g，手离桌面50cm高，桌面离地面高度1m。 追问1：选桌面为零势能面，将板擦放到桌面上重力势能是多少？ 将板擦放到桌面下方重力势能怎么表示？认识重力势能与高度有关；与质量有关。 分析、确定重力势能表达式； 理解重力势能。 分析板擦的重力势能，认识重力势能的相对性。学习评价2： 能够认识到同一物体所处位置越高，重力势能越大；在同一高度处，质量越大，重力势能越大（合格） 认识到高度变化，重力势能变化，相应过程中重力做功（良好） 分析、确定重力势能表达式（优秀）设计意图说明：通过对比实验视频和演示实验，引导学生确定重力势能表达式，理解重力势能，理解重力势能相对性和正负。环节四：重力做功与重力势能的变化 任务二、如图，有一个质量 0.5 kg 的小球从桌面以上高 h 1 =1.2 m 的 A 点落到地面上的 B 点，桌面的高为 h 2 =0.8 m 。请按要求填写下表 (g=10m/s 2 ) 。 追问1：观察表格中数据，你有什么发现吗？ 追问2：结合任务一，发现重力做功与重力势的变化有怎样的关系？完成任务二，回答问题。 学习评价3： 准确计算，填写表格（合格） 能够认识到重力势能大小与参考平面选取有关，重力势能的变化量与参考平面选取无关（良好） 能够准确表述重力做功与重力势能变化量的关系（优秀）课堂小结
板书设计
重力势能 重力做功 特点：与运动路径无关，只与初末位置高度差有关。 重力势能 Ep=mgh 单位J、状态量、标量、相对性（参考平面） 重力做功与重力势能变化的关系 p
作业与拓展学习设计
1. 试根据功的定义计算沿不同斜面运动时重力做的功，它的大小与斜面的倾角是否有关？ （学习目标1） 2. （1）足球由位置 1 运动到位置 2 时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？ （2）足球由位置 2 运动到位置 3 时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？ （学习目标2、3） 3. 长为2 m、质量为10 kg的一条细铁链放在水平地面上，从提起铁链一端直到铁链全部离开地面的瞬间， 铁链克服重力做的功为多少？重力势能变化多少？( g 取9.8 m/s 2 ) （学习目标1、3）
特色学习资源分析、技术手段应用说明
软件与技术手段应用： 希沃白板（课件、动画功能、投影功能、教学过程中应用放大功能）、高空抛物案例视频、对比实验视频、演示实验。 说明 微元法是高中物理学习过程中必须掌握的一种处理问题的方法。在必修一“匀变速直线运动的位移与时间的关系”一节中曾应用过，将时间进行无限分割，最终图线和坐标轴围成的面积表示物体运动的位移。在本节课中，求小球沿曲线下落过程中重力做功，学生不曾接触过这样的问题，引导学生将新问题转化成已经解决过的问题，既将曲线运动转化成直线运动研究。利用微元法，将轨迹分割成很多小段，直到每小段都能看成直线为止。将这一分割、化曲为直的过程，利用希沃白板的放大功能进行展示，直到分割成每小段都是直线，看到轨迹确是直线后再分别求解、求和，能使学生对微元法的应用更加深刻，进而掌握微元思想。 投影展示学生完成的任务，既是对学生活动的肯定，也是对做的不够好的学生的激励。 做得好一点，争取下次获得展示的机会，形成良性循环，同时也使学习评价落地实施。 利用板擦（手边易得、生活常见物）进行演示实验，帮助学生理解重力势能，理解重力势能的相对性和正负，拉近了物理与生活的距离，增强学生观察意识和能力，潜移默化地培养学生建模和估算能力，实现从生活走向物理，从物理走向社会。 利用高空抛物视频，增强学生的安全意识、法律意识和社会责任感。发生在身边的事物，如何看待？正确引导价值取向，引导学生从物理角度解释现象。 利用希沃制作动画，可以使运动过程“动”起来，增强直观体验，调动学习兴趣，符合物理思维发展过程。 高空对比实验不好操作，存在安全隐患，用cctv权威的实验视频代替，效果很好。
教学反思与改进
学生通过完成驱动任务和问题，使本节课教学目标已达成。 存在的问题：教学过程中应用了希沃白板放大功能，讲解应用微元法求解小球沿曲线下落过程中重力做功，其中放大讲完后再缩回到原来状态书写表达式也许会更好。这样能够让学生有个整体结构上的认识。
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