重力势能教学反思
本节知识点是新课标沪科版版高一物理必修二第四章第一节的内容，教材设计有如下特点:1、课型上为概念课:2、知识系统当中起着承前“功”启后“能”的作用;3、知识较多，难度较大。本节教材涉及三个重要的知识点，重力做功的特点，重力势能的深化理解，重力做功与重力势能变化的关系。在此之前，学生已初步认识到处理动力学问题可以从牛顿运动定律和运动学的相关规律入手但是对于功与能的关系学生还没有任何的意识及理解能力。
教材直接引言“这一节我们定量地研究重力势能，为此首先要确定重力势能的表达式mgh”学生对重力势能的概念并不陌生，重力势能的表达式从未接触，通过设置物理情景，先让学生总结重力势能的特征，使学生认识到重力势能跟物体的质量和高度有关。进一步提出目标性问题，怎样探究重力势能的表达式。学生很迷茫，无从下手。设置物理情景，让学生对物体下落、上抛、原地不动时重力做功正负、重力势能变化情况、能量转化进行分析，引导学生认识到做功过程其实就是能量转化的过程。学生认识到认识重力势能不应脱离对重力做功的研究。然后，设置三种物理情景，分别求重力做功，对于前两种，学生不难求出。第三种，学生不易求出，让学生结合课本，小组讨论，提出方案。分析三种情况，学生不难发现重力做功的特点。在重力做功特点的基础上，引出mgh这个物理量，其特殊物理意义学生不好接受，通过引导，分析出来。对于重力势能的相对性和系统性，学生在预习的时候，可以理解。由于学生基础知识薄弱，需要教师正确引导。
为学生提供相关物理情景，便于学生认识的逐步加深，创设情境，设疑激趣，引导学生独自总结出重力势能的特征，然后探究物体下落、上抛、原地不动，引导学生认识到做功过程其实就是能量转化的过程。对重力做功分三种情况讨论，发现重力做功的特点，从而引出mgh这个特殊的物理量，进而定义出重力势能。整个过程学生在课上积极讨论思考，通过观察分析总结表述的过程，深化概念的理解，再辅以针对训练，使学生能够掌握重力做功与重力势能的关系。通过设置脑筋急转弯，增加物理课程的趣味性，是学生理解高度的相对性。从而引出重力势能的相对性。课下学生已经自主预习，对重力势能的系统性不难理解。同时也存在不足，应该加强学生做题的规范性，同时也应该训练学生的表达能力。让学生经历观察、分析和比较等学习活动，培养了学生尊重事实、实事求是的科学态度和科学探究的精神、形成科学探究习惯:感受到身边处处有物理。经历讨论与交流，培养学生团结协作的学习态度。重力势能说课稿
教材分析
本节选用沪科版高中物理必修二第四章第一节《势能变化与机械功》的内容。在此之前，学生已经初步认识到处理动力学问题的两种方法：1、牛顿运动定律和运动学的相关规律；2、力做功与能量变化之间的关系。必修二主要是通过第二种方式来解决动力学问题。在学习本届可之前学生已经接触物体由于运动而产生的能量——动能，以及合外力做功与动能变化的这一种功能关系，初步认识到功是能量转化的量度。而本节课进一步探究的另一种功能关系——重力做功与重力势能变化的关系。既承接了上一节功是能量转化地量度这一节地思想，又为弹力做功与弹性势能的变化，电场力做功与电势能的变化的学习打下坚实基础，也是我们学习机械能守恒定律的必备知识。可谓承上启下，非常重要。
三、学情分析
1、认知特点：高一学生开始从感性认识向理性认识过渡，从具体的形象思维向抽象思维和逻辑思维过渡，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:在初中时学牛已绎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:我所教的班级是虽然是北清班的学生,基础相对来说较为一般,学习成绩中游。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。
三、教学目标
1、知识与技能
①认识重力做功与路径无关
②理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算
③理解重力势能的变化和重力做功的关系
④知道重力势能的相对性和系统性，重力势能变化的绝对性
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现象
情感、态度与价值观
①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,激发和培养学生探自然规律的兴趣
四、教学重难点
1、重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系
2、重力势能的系统性和相对性，重力势能变化的绝对性
五、教学方法
教师启发引导与探究法相结合，并辅以问题法，归纳法
六、教学过程
由于重力势能是物体由于被举高具有的能量，被举高过程中要有重力做功，因此重力做功伴随着重力势能的变化，然后通过分析重力做功与路径无关的特点来得出重力势能的表达式，进一步讨论重力势能是物体与地球共有的以及重力势能的相对性。
1、复习引入
有动能定理得出合外力做功伴随着动能的变化，那么重力做功伴随着什么能量的变化引出重力势能。
2、新课讲授
①重力做功的特点
由物体在竖直平面，斜面，不规则斜面运动的重力做功的求解得出重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关的特点，并总结重力做功的表达式W=mgh1-mgh2，得出重力势能的表达。
②重力势能
从定义入手得出重力势能是由于物体被举高而具有的能量，重力势能的三个影响因素——m,g,h，并且h是重心距地面的高度，为后面处理链条问题埋下伏笔。并说明重力势能是与位置有关的能量
其次说明重力势能的单位，标量，有正负，正负可用来比较重力势能的大小。引出重力势能的相对性。状态量。
用一个桌面上自由落体的选不同的参考系，重力势能不同，但重力势能的变化相同
总结重力势能的系统性，相对性，重力势能变化的绝对性，以及参考平面选取的任意性。生活中有意义的是重力势能的改变。
③重力势能与重力势能的变化的关系
总结重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大。数值上相等，但是相反数的关系
④小结，布置作业
七、教学设计
（一）引入新课
问题1：水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么来发电的呢？高处的石头欲落下，你为什么害怕，急于要躲开呢？（物体由于被举高而具有重力势能。）
问题2：怎么样认识重力势能呢？
演示：粉笔在竖直方向上的运动。（引导学生分析粉笔上升和下降过程重力做功与重力势能的变化）
功与能是两个密切联系的物理量。物体的高度发生变化，重力势能发生变化，重力要做功。我们认识重力势能，不能脱离重力做功的研究。
（二）进行新课
本节课就从重力做功的研究入手，来认识重力势能。
1、重力做功
根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A到B过程中重力所做的功。
过程甲、乙结果为：Wmg=mgh=mgh1-mgh2
过程丙：物体沿任意路径向下运动情况，学生会感到困难。在分析过程中要体现出极限思想，主要强调的是科学方法。思路为：逐步提出问题，引发学生思考并逐步进行分析计算。
（1）物体沿曲线运动，就已有的知识，重力做功能求出吗？（不能）怎么办？
（2）想一想我们能够解决的是什么样的情况？（物体沿直线运动过程重力做功，可以根据过程甲乙的计算结果进行计算。）
（3）回忆前面学习过的方法，可不可以变曲为直呢，怎么变？（将整个路径分成许多很短的间隔）
（4）怎么样来进一步计算重力的做功？（W=W1+
W2+
W3+…）
这一过程中，教师听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题。
根据上面的分析，归纳总结出解决问题的方法是：把整个路径分成许多很短的间隔；由于每一段很小很小，都可以近似看作一段倾斜直线；分别求出物体通过每一小段倾斜直线时重力所做的功；物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和。先猜想以下结果可能是什么样的？有没有依据，还是一种感觉？然后再进行计算，自己检验你的猜想。结果：Wmg=mgh=mgh1-mgh2
结论：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，而跟物体运动的路径无关。
2、重力势能
重力势能应该与那些量有关？如果轻重不同的石头从同一高度下来砸到脚上，感觉怎样？同一块石头从不同高度下来，砸到脚上，感觉又如何？分析出重力势能应该与重力、高度有关。
分析表达式：Wmg=mgh=mgh1-mgh2重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与终点的mgh2两者之差，观察重力mg与所处位置的高度h的乘积“mgh”看出，①与重力做功密切相关；②随高度变化而变化，恰与势能的基本特征一致。这是一个具有特殊意义的物理量。
（1）定义：地球上的物体具有的和它的高度有关的能量，叫做重力势能。
（2）表达式：Ep=mgh
即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
（3）重力势能为标量。
（4）单位：1J=1kg·m/s2·m=1Nm
举例计算如图小球在1和2位置的重力势能。（m=10kg，h1=3m，h2=1m）
3、重力势能的变化和重力做功的关系
问题1：定性分析上图中小球从1→2和从2→1过程中，重力做功情况，重力势能变化情况？
问题2：定量分析重力势能的变化和重力做功的关系？
结合上面的具体数值，计算重力势能的变化值，和重力做功的数值，首先建立一个数量上的概念。
分析：Wmg=
mgh1-mgh2
式中：Wmg为重力做功；EP1=mgh1为初位置的重力势能；EP2=mgh2为末位置的重力势能。
重力势能的变化表示为：△EP=
EP2-
EP1
则：
Wmg=
—（EP2—EP1）=
—△EP
问题3:小球沿光滑斜面下滑到底端，计算重力做功。
问题4:重力势能的变化量。如果斜面粗糙结果如何？
总结：
（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；
（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。
4、重力势能的相对性
问题1：手拿教科书放在某一位置，问高度是多少？
物体的高度总是相对某一水平面来说的。同样，物体的重力势能也是相对于某一水平面来说的，具有相对性。
问题2：以天花板为参考平面，讲桌上的粉笔盒重力势能是多少？
总结：
（1）参考平面上，EP=0；
（2）参考平面的选取一般以研究问题的方便为原则。
（3）对选定的参考平面而言：
上方：h＞0，EP＞0；
下方：h＜0，EP＜0，表示物体这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
5、重力势能的系统性
我们一直在讲某物体的重力势能，是不是准确呢？由重力做功与重力势能的关系、重力的产生看，如果没有地球，就谈不上重力势能，因此，严格说，
重力势能是地球与物体这一系统所共有的，不是物体单独所有的，通常说某物体的重力势能是多少，只是一种简化的说法。
八、板书设计
第四节
重力势能
1、重力做功：
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，而跟物体运动的路径无关。
2、重力势能
（1）定义：地球上的物体具有的和它的高度有关的能量，叫做重力势能。
（2）定义式：Ep=mgh
即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
（3）重力势能为标量。
（4）单位：1J=1kg·m/s2·m=1Nm
3、重力势能的变化和重力做功的关系
Wmg=—△EP
（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；
（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力无关。
4、重力势能的相对性
（1）参考平面上，EP=0；
（2）参考平面的选取一般以研究问题的方便为原则。
（3）对选定的参考平面而言：
上方：h＞0，EP＞0；
下方：h＜0，EP＜0，表示物体这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
5、重力势能的系统性：
我们一直在讲某物体的重力势能，是不是准确呢？由重力做功与重力势能的关系、重力的产生看，如果没有地球，就谈不上重力势能，因此，严格说：
重力势能是地球与物体这一系统所共有的，不是物体单独所有的，通常说某物体的重力势能是多少，只是一种简化的说法。(共12张PPT)
重力势能
一颗鸡蛋的威力
30克的鸡蛋：
从4楼抛下可在人头顶砸出肿包；
从18楼抛下，能砸破人的头骨；
从25楼抛下，冲击力足以致人死亡。
动能定理：
W
功是能量转化的量度，一种力做功伴随一种能量的转化
θ
L
h1
h2
Δh
……
△h1
△h2
△h3
△h4
m
m
m
B
B
B
竖直下落
沿斜线运动
沿曲线运动
微元法
一、重力做功
WG1
WG2
WG3
参考平面：
1、参考平面的选取是任意的，选不同的参考平面会有不同的高度
2、参考平面又称零势能面
3、参考平面以上重力势能为正，参考平面一下重力势能为负
正重力势能>负重力势能
二、重力势能
物理意义：物体由于被举高而具有的能量
潜在的，可能的
当物体从所处的高处落下时，重力势能就会以做功的方式释放出来。
势能：Potential
energy
具有重力势能的实例
例题1
如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。
(g=10m/s2)。
h1
h2
A
B
（1）若以地面为参考平面，小球在A点的重力势能EpA，在B点的重力势能EpB，和下落过程中重力做功WG是多少？
（2）若以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能EpA，在B点的重力势能EpB，和下落过程中重力做功WG是多少？
三、重力做功与重力势能变化的关系
物体向下运动，重力做
功，重力势能
。
物体向上运动，重力做
功，重力势能
。
如图，当物体向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？
正
减少
负
增加
关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：（
）
A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；
B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；
C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；
D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
ABD
例题2
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：物体由于被举高而具有的能量
1、表达式：
2、特点：系统性，相对性，重力做功的绝对性
三、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
小结
W
W
谢谢！
