高中物理重力教案

高一物理《重力勢(shì)能》復(fù)習(xí)學(xué)案。

一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn)，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？以下是小編為大家精心整理的“高一物理《重力勢(shì)能》復(fù)習(xí)學(xué)案”，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

高一物理《重力勢(shì)能》復(fù)習(xí)學(xué)案
第四節(jié)重力勢(shì)能
（一）引入新課
問(wèn)題1：水力發(fā)電站是利用水來(lái)發(fā)電的，水是利用什么來(lái)發(fā)電的呢？高處的石頭欲落下，你為什么害怕，急于要躲開(kāi)呢？（物體由于被舉高而具有重力勢(shì)能。）
問(wèn)題2：怎么樣認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能呢？
演示：粉筆在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。（引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆上升和下降過(guò)程重力做功與重力勢(shì)能的變化）
功與能是兩個(gè)密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化，重力勢(shì)能發(fā)生變化，重力要做功。我們認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能，不能脫離重力做功的研究。
（二）進(jìn)行新課
本節(jié)課就從重力做功的研究入手，來(lái)認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能。
1、重力做功
根據(jù)功的計(jì)算公式分別計(jì)算甲、乙、丙三種情況中小球由A到B過(guò)程中重力所做的功。
甲
A
A
B
B
乙
h1
h2
h
A
B
h
h2
h1
丙
A1
A2
A3
△h1
△h2
△h3

過(guò)程甲、乙結(jié)果為：Wmg=mgh=mgh1-mgh2
過(guò)程丙：物體沿任意路徑向下運(yùn)動(dòng)情況，學(xué)生會(huì)感到困難。在分析過(guò)程中要體現(xiàn)出極限思想，主要強(qiáng)調(diào)的是科學(xué)方法。思路為：逐步提出問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考并逐步進(jìn)行分析計(jì)算。
（1）物體沿曲線運(yùn)動(dòng)，就已有的知識(shí)，重力做功能求出嗎？（不能）怎么辦？
（2）想一想我們能夠解決的是什么樣的情況？（物體沿直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程重力做功，可以根據(jù)過(guò)程甲乙的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。）
（3）回憶前面學(xué)習(xí)過(guò)的方法，可不可以變曲為直呢，怎么變？（將整個(gè)路徑分成許多很短的間隔）
（4）怎么樣來(lái)進(jìn)一步計(jì)算重力的做功？（W=W1+W2+W3+…）
這一過(guò)程中，教師聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，點(diǎn)評(píng)，解答學(xué)生可能提出的問(wèn)題。
根據(jù)上面的分析，歸納總結(jié)出解決問(wèn)題的方法是：把整個(gè)路徑分成許多很短的間隔；由于每一段很小很小，都可以近似看作一段傾斜直線；分別求出物體通過(guò)每一小段傾斜直線時(shí)重力所做的功；物體通過(guò)整個(gè)路徑時(shí)重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代數(shù)和。先猜想以下結(jié)果可能是什么樣的？有沒(méi)有依據(jù)，還是一種感覺(jué)？然后再進(jìn)行計(jì)算，自己檢驗(yàn)?zāi)愕牟孪?。結(jié)果：Wmg=mgh=mgh1-mgh2
結(jié)論：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。
2、重力勢(shì)能
重力勢(shì)能應(yīng)該與那些量有關(guān)？如果輕重不同的石頭從同一高度下來(lái)砸到腳上，感覺(jué)怎樣？同一塊石頭從不同高度下來(lái)，砸到腳上，感覺(jué)又如何？分析出重力勢(shì)能應(yīng)該與重力、高度有關(guān)。
分析表達(dá)式：Wmg=mgh=mgh1-mgh2重力做功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與終點(diǎn)的mgh2兩者之差，觀察重力mg與所處位置的高度h的乘積“mgh”看出，（1）與重力做功密切相關(guān)；（2）隨高度變化而變化，恰與勢(shì)能的基本特征一致。這是一個(gè)具有特殊意義的物理量。
（1）定義：地球上的物體具有的和它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢(shì)能。
（2）表達(dá)式：Ep=mgh即物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。
（3）重力勢(shì)能為標(biāo)量。
h1
h2
h
1
2
（4）單位：1J=1kg·m/s2·m=1Nm
舉例計(jì)算如圖小球在1和2位置的重力勢(shì)能。（m=10kg，h1=3m，h2=1m）
3、重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系
問(wèn)題1：定性分析上圖中小球從1→2和從2→1過(guò)程中，重力做功情況，重力勢(shì)能變化情況？
問(wèn)題2：定量分析重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系？
結(jié)合上面的具體數(shù)值，計(jì)算重力勢(shì)能的變化值和重力做功的數(shù)值，首先建立一個(gè)數(shù)量上的概念。
分析：Wmg=mgh1-mgh2式中：Wmg為重力做功；EP1=mgh1為初位置的重力勢(shì)能；EP2=mgh2為末位置的重力勢(shì)能。
重力勢(shì)能的變化表示為：△EP=EP2-EP1則：Wmg=-（EP2-EP1）=-△EP
問(wèn)題3:小球沿光滑斜面下滑到底端，計(jì)算重力做功。
問(wèn)題4:重力勢(shì)能的變化量。如果斜面粗糙結(jié)果如何？
總結(jié)：
（1）物體的高度下降時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能減少的量等于重力所做的功；
（2）物體的高度增加時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力勢(shì)能增加的量等于物體克服重力所做的功。
（3）重力勢(shì)能變化只與重力做功有關(guān)，與其他力做功無(wú)關(guān)。
4、重力勢(shì)能的相對(duì)性
問(wèn)題1：手拿教科書放在某一位置，問(wèn)高度是多少？
物體的高度總是相對(duì)某一水平面來(lái)說(shuō)的。同樣，物體的重力勢(shì)能也是相對(duì)于某一水平面來(lái)說(shuō)的，具有相對(duì)性。
問(wèn)題2：以天花板為參考平面，講桌上的粉筆盒重力勢(shì)能是多少？
總結(jié)：
（1）參考平面上，EP=0；
（2）參考平面的選取一般以研究問(wèn)題的方便為原則。
（3）對(duì)選定的參考平面而言：
上方：h＞0，EP＞0；
下方：h＜0，EP＜0，表示物體這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能要少。
5、重力勢(shì)能的系統(tǒng)性
我們一直在講某物體的重力勢(shì)能，是不是準(zhǔn)確呢？由重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系、重力的產(chǎn)生看，如果沒(méi)有地球，就談不上重力勢(shì)能，因此，嚴(yán)格說(shuō)：重力勢(shì)能是地球與物體這一系統(tǒng)所共有的，不是物體單獨(dú)所有的，通常說(shuō)某物體的重力勢(shì)能是多少，只是一種簡(jiǎn)化的說(shuō)法。

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高一物理重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)58

7.5重力勢(shì)能
一、素質(zhì)教育目標(biāo)
（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1．知道重力勢(shì)能的定義。
2．理解重力勢(shì)能的計(jì)算公式，知道重力勢(shì)能是標(biāo)量，單位是焦耳。
3．理解重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。
4．知道重力勢(shì)能的值是相對(duì)的，理解重力勢(shì)能正負(fù)的含義。
5．了解彈性勢(shì)能，知道彈簧的彈性勢(shì)能的決定因素。
（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)
1．據(jù)重力做功的特點(diǎn)，推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)方式。
2．從能的轉(zhuǎn)化角度和功能關(guān)系來(lái)解釋和分析物理現(xiàn)象
（三）德育滲透點(diǎn)
1．培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)，崇尚科學(xué)的品質(zhì)
2．注意觀察和分析生活中的有關(guān)的物理現(xiàn)象，激發(fā)和培養(yǎng)探索自然規(guī)律的興趣。
（四）美育滲透點(diǎn)
讓學(xué)生體會(huì)到從自然現(xiàn)象中概括了來(lái)的物理概念具有的自然美，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)美。
二、學(xué)法引導(dǎo)
通過(guò)典型事例分析和實(shí)驗(yàn)演示來(lái)分析討論，指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、歸納。
三、重點(diǎn)難點(diǎn)疑點(diǎn)及解決辦法
1．重點(diǎn)
重力勢(shì)能大小的確定
2．難點(diǎn)
重力勢(shì)能的相對(duì)性的理解，參考平面的選擇方法。
3．疑點(diǎn)
如何理解重力對(duì)物體做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值。
4．
1．演繹推導(dǎo)物體重力勢(shì)能的定義表達(dá)方式。
2．類比分析，舉例釋疑。
四、課時(shí)安排
1課時(shí)
五、教具學(xué)具準(zhǔn)備
彈簧、鐵球、木球、玻璃缸、細(xì)沙、長(zhǎng)木板，木塊
六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
1．教師利用實(shí)例來(lái)引入問(wèn)題，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生討論問(wèn)題，利用講解來(lái)加深對(duì)概念的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
2．學(xué)生觀察、分析、討論、總結(jié)，并通過(guò)實(shí)例分析來(lái)形成能力。
七、教學(xué)步驟
（一）明確目標(biāo)
（略）
（二）整體感知
在復(fù)習(xí)初中掌握的重力勢(shì)能有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢(shì)能的計(jì)算公式，并通過(guò)實(shí)例分析，理解重力勢(shì)能的相對(duì)性、正負(fù)含義等，并能準(zhǔn)確地計(jì)算重力勢(shì)能值．
（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程
【引入新課】
放錄像并講解：俄羅斯“和平號(hào)”空間站于2001年3月23日北京時(shí)間14時(shí)0分12秒所有殘片都已成功安全地墜入預(yù)定的南太平洋海域，墜毀過(guò)程極為壯觀美麗，137噸的龐然大物分解燃燒，天空中出一條條長(zhǎng)長(zhǎng)的金色軌跡．這是一個(gè)完美的告別，“和平號(hào)”的15年風(fēng)雨歷程將成為人類永恒的記憶．“和平號(hào)”的功績(jī)將永載史冊(cè)．
現(xiàn)提問(wèn)：“和平號(hào)”空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？
碎片燃燒時(shí)，溫度可達(dá)3000℃，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)？
現(xiàn)在，就講重力勢(shì)能
1．重力勢(shì)能
回憶初中的知識(shí)，可知
（l）定義：物體由于被舉高而具有的能量．
演示實(shí)驗(yàn)，用木球和鐵球先后從同一高度處自由下落，落入玻璃缸中的細(xì)沙中，觀察到什么現(xiàn)象？這說(shuō)明了什么？（鐵球深入細(xì)砂中的距離比木球要長(zhǎng)，這說(shuō)明，質(zhì)量大的物體在相同的高度時(shí)，重力勢(shì)能大，克服細(xì)砂阻力做功要多）
用鐵球在不同的高度處自由下落，先后落入玻璃缸中的細(xì)砂里，觀察到什么現(xiàn)象，這又說(shuō)明了什么？（鐵球在比較高的地方落下來(lái)，深入砂中的距離也比較長(zhǎng)，這說(shuō)明，同一個(gè)物體在比較高的地方重力勢(shì)能較大，克服細(xì)砂阻力做功要多）
綜上所述，物體的重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)．
現(xiàn)在來(lái)推導(dǎo)重力勢(shì)能的定量表達(dá)式：投球的質(zhì)量為m，從高度為的A點(diǎn)下落到高度為的B點(diǎn)，如圖所示，重力所做的功為
（2）重力勢(shì)能的表述式
物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢(shì)能是標(biāo)量，也是狀態(tài)量，其單位為J
（3）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系
重力做功也可以寫成
當(dāng)物體下落時(shí)，重力做正功，，可設(shè)，這說(shuō)明，重力做功，重力勢(shì)能減少，減少的值等于重力所做的功．
同理，當(dāng)物體上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做負(fù)功也可以說(shuō)成物體克服重力做功．
這種功能關(guān)系不僅適合于直線運(yùn)動(dòng)，也適合于曲線運(yùn)動(dòng)，重力做功只跟物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初、末位置的高度差有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)．
提問(wèn)：一個(gè)物體的質(zhì)量為10kg，把它置放在2樓的一張1m高的桌面上，若樓房的每層樓高3m，求此物體的重力勢(shì)能值？
（無(wú)法計(jì)算，因?yàn)闆](méi)有說(shuō)明物體的高度是以什么位置為零高度，從地面算起，物體的重力勢(shì)能J，若從二樓樓面算起，物體的重力勢(shì)為J．對(duì)于不同的零高度點(diǎn)物體所對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能值也各不相同）
2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性
正如上例所述，要確定物體重力勢(shì)能的大小，首先必須確定一個(gè)參考平面為零勢(shì)能面，若定了零重力勢(shì)能參考平面，物體在此平面的下方，物體的重力勢(shì)能就為負(fù)，如上例把三樓底板為零重力勢(shì)能平面物體的重力勢(shì)能J
由此看來(lái)，物體重力勢(shì)能的正負(fù)還表示重力勢(shì)能的大小，在參考水平面以上的物體的重力勢(shì)能一定大于參考平面以下物體的重力勢(shì)能．
要特別指出的是：重力勢(shì)能的變化縣與零重力勢(shì)能參考平面選擇無(wú)關(guān)，就好像物體的高度值與選擇哪一點(diǎn)作為測(cè)量起點(diǎn)無(wú)關(guān)．至于選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究，解決問(wèn)題的方便而定．
與重力勢(shì)能相類似，還有彈性勢(shì)能．
3．彈性勢(shì)能
演示實(shí)驗(yàn)：把水平放置的輕彈簧一端固定，另一端系一木塊，壓（或拉）木塊，使彈簧縮短（或伸長(zhǎng)）再釋放木塊，讓彈簧的作用力帶動(dòng)木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)．
可知，發(fā)生彈性形變的物體能對(duì)外界做功，因而具有能量，這種能量就叫彈性勢(shì)能，它存在于發(fā)生彈性形變的物體之中．
舉出除彈簧以外的彈性勢(shì)能存在的實(shí)例
彈性勢(shì)能的大小，與物體的性質(zhì)（如勁度系數(shù)）和形變量有關(guān)，可用實(shí)驗(yàn)演示彈簧形變量越大對(duì)外界做功可越多來(lái)說(shuō)明．
勢(shì)能又叫位能，它是由相互作用的物體的相對(duì)位置決定．機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的勢(shì)能是重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱．
（四）總結(jié)、擴(kuò)展
1．勢(shì)能有多種，與高度有關(guān)的重力勢(shì)能和與形變有關(guān)的彈性勢(shì)能是力學(xué)中的兩種，在熱力學(xué)中有分子勢(shì)能，在電磁學(xué)中有電勢(shì)能等．
2．勢(shì)能是存在于有相互作用的物體之間，它是屬于有相互作用兩部分物體即物體系的，但不是有相互作用物體之間就有勢(shì)能存在，比如物體間的相互作用是摩擦力，但它們就不存在什么勢(shì)能．
3．勢(shì)能都是相對(duì)量，只有先走零勢(shì)能參考平面，勢(shì)能才有確定的值．
八、布置作業(yè)
P146練習(xí)四（2）（4）（5）
九、板書設(shè)計(jì)
1．重力勢(shì)能
（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量．
（2）重力勢(shì)能的表達(dá)公式．
（3）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系．
物體下落
物體上升
2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性．
定了參考平面，物體重力勢(shì)能才有確定值．
重力勢(shì)能的變化與參考平面選擇無(wú)關(guān)．
3．彈性勢(shì)能
十、背景知識(shí)與課外閱讀
用能量最低原理求解兩例物理題
高中化學(xué)中講到“能量最低原理”在不違背泡利原理的情況下，核外電子總是盡先安排布在能量最低的軌道上，電子在該軌道上，處于穩(wěn)定狀態(tài)，其實(shí)，能量最低原理也適用于物體系物體系的穩(wěn)定狀態(tài)與系統(tǒng)的勢(shì)能有關(guān)，勢(shì)能越小則狀態(tài)越穩(wěn)定．物體系在不受外力的情況下，總處在勢(shì)能最小的狀態(tài)，即穩(wěn)定狀態(tài)．下面利用能量最低原理，求解兩例物理題．
［例1］一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩索AB的重心位置（）
A．逐漸升高B．逐漸降低
C．先降低后升高D．始終不變
解析：由能量最低原理知，物體在靜止情況下，總處于能量最低狀態(tài)（即穩(wěn)定狀態(tài)）．該狀態(tài)下重力勢(shì)能最?。适┝后，細(xì)繩重心上升，故選答案A．
［例2］如圖所示．容器A、B中各有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下面是水．大氣壓恒定，A、B底部由帶閥門K的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱，原先A中的水面比B中的高，打開(kāi)閥門，使A中的水逐漸向B中流，在這個(gè)過(guò)程中（）
A．大氣壓力對(duì)水做功，水的內(nèi)能增加
B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能不變
C．大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能不變
D．大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能增加
解析：由能量最低原理可知，打開(kāi)閥門見(jiàn)水達(dá)到平衡時(shí)應(yīng)具有最小勢(shì)能，故在打開(kāi)閥門至平衡過(guò)程中，水的重力勢(shì)能減小．又由題意知整個(gè)裝置與外界絕熱，因此由能量守恒得，重力勢(shì)能的減少量轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能．故選答案D．
十一、隨堂練習(xí)
1．下面關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中，正確的是（）
A．地球上的任何一個(gè)物體的重力勢(shì)能都有一個(gè)確定的值．
B．從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或下拋，落到地面時(shí)，物體的重力勢(shì)能變化是相同的．
C．在不同高度的物體具有的重力勢(shì)能可能相同．
D．低于零重力勢(shì)能面的物體的重力勢(shì)能一定小于在零重力勢(shì)能平面以上物體的重力勢(shì)能．
2．如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于水平地面上，其上表面豎立直著一根輕彈簧，彈簧長(zhǎng)為，勁度系數(shù)為k，下端與物體相連接，現(xiàn)將彈簧上端緩緩豎直向上提起一段距離L，使物體離開(kāi)地面，這時(shí)物體重力勢(shì)能增加．
3．一根質(zhì)量分布不均勻的金屬鏈條重30N，長(zhǎng)1m，盤曲在水平地面上，當(dāng)從鏈條的A端慢慢提起鏈條到使它的另一端B恰好離開(kāi)地面需做功12J，如改從B端慢慢提起鏈條使鏈條A端恰好離開(kāi)地面需要做功多少？
4．如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高為H處自由下落，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為零，則小球落到地面前瞬間的機(jī)械能為（）
A．B．
C．D．
5．如圖所示，物體從A點(diǎn)出發(fā)，沿3條不同的軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則在移動(dòng)的過(guò)程中重力做功的情況是（）
A．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多
B．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多
C．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多
D．無(wú)論沿哪條路徑，做功都一樣多
6．質(zhì)量為1kg的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落1s時(shí)，物體的動(dòng)能為，物體的重力勢(shì)能減少了．
答案：1．BCD2．3．18J4．B5．D6．50J50J

高一物理7.5、重力勢(shì)能教案59

7.5、重力勢(shì)能
一、教學(xué)目的：
1．理解重力勢(shì)能的概念，會(huì)用重力勢(shì)能的定義式進(jìn)行計(jì)算．
2．理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系．知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)．
3．知道重力勢(shì)能的相對(duì)性．
4．了解彈性勢(shì)能．
二、重點(diǎn)難點(diǎn)：
1.重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系.
2.理解重力勢(shì)能的相對(duì)性.
三、教學(xué)方法：
演示實(shí)驗(yàn)、分析推理、講授討論.
四、教具：
輕重不同的重錘一個(gè)、木樁、沙箱、橡皮筋.
五、教學(xué)過(guò)程：
（一）.引入新課：
大家知道水力發(fā)電站是利用水來(lái)發(fā)電的，水是利用什么能來(lái)發(fā)電的呢？學(xué)習(xí)這節(jié)課后，我們將會(huì)了解這個(gè)問(wèn)題。
通過(guò)前面對(duì)功和能的關(guān)系的學(xué)習(xí)，我們知道怎樣判斷一個(gè)物體具有能量：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量。
演示重錘從高處落下，把木樁打進(jìn)沙箱中，說(shuō)明重錘對(duì)木樁做了功，舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學(xué)舉高而具有的能量叫做重力勢(shì)能。本節(jié)課將學(xué)習(xí)重力勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)。
（二）.進(jìn)行新課：
重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)呢？
演示實(shí)驗(yàn)1：演示由質(zhì)量不同的重錘從相同高度落下，木樁被打進(jìn)沙箱的深度不同，引導(dǎo)學(xué)生分析得出：質(zhì)量越大的重錘具有的重力勢(shì)能越大。
演示實(shí)驗(yàn)2：演示用同一重錘從不同高度落下，木樁被打進(jìn)沙箱的深度不同，引導(dǎo)學(xué)生得出：重錘高度越大，具有的重力勢(shì)能越大。
怎樣定量地表示重力勢(shì)能呢？
把一個(gè)物體舉高，要克服重力做功，同時(shí)物體的重力勢(shì)能增加。一個(gè)物體從高處下落，重力做功，同時(shí)重力勢(shì)力能減小?？梢?jiàn)重力勢(shì)能跟重力做功有密切關(guān)系。
如圖1所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)，重力所做的功為：
WG=mgΔh=mgh1-mgh2
我們可以看出WG等于mgh這個(gè)量的變化。在物理學(xué)中就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能用EP來(lái)表示。
1．重力勢(shì)能
○1定義：由于物體被舉高而具有的能量。
○2重力勢(shì)能的計(jì)算式：EP=mgh.
即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積。
○3重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國(guó)際單位中都是焦耳(J)
2．對(duì)EP=mgh的理解：
○1式中h應(yīng)為物體重心的高度。
○2重力勢(shì)能具有相對(duì)性，是相對(duì)于選取的參考面而言的。因此在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，應(yīng)該明確選取零勢(shì)面。
○3重力勢(shì)能可正可負(fù)，在零勢(shì)面上方重力勢(shì)能為正值，在零勢(shì)面下方重力勢(shì)能為負(fù)值。
○4選取不同的零勢(shì)面，物體的勢(shì)能值是不同的，但勢(shì)能的變化量不會(huì)因零勢(shì)面的不同而不同。
例題1：邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的立方體物體靜止放在地面，在其旁邊有一高為H的水平桌面,如圖2所示.
○1若選地面為零勢(shì)點(diǎn)，立方體物體的重力勢(shì)能為多少？
○2若選桌椅面為零勢(shì)點(diǎn)，立方體物體的重力勢(shì)能為多少？
學(xué)生先做，老師再講。
解析：
○1EP=mgL/2.
○2EP=-mg(H-L/2).

3．重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：圖1中，重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能了。重力勢(shì)能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功？重力做功有什么特點(diǎn)？
討論1：物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)過(guò)程中，如果受阻力作用，重力做的功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系是怎樣的？
物體下落受到阻力，只影響物體動(dòng)能的變化，不影響重力的功，重力勢(shì)能的變化只與A、B兩點(diǎn)的高度差有關(guān)。
WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2.
物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，減少的重力勢(shì)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
討論2：若物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)后，再平移到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn)，重力做的功是多少？重力做功與重力勢(shì)能之間的關(guān)系又如何？如圖3所示。
物體由B到C過(guò)程中重力不做功，重力勢(shì)能也不變化，因此物體由A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中，重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2.物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。
討論3:若物體是從A點(diǎn)沿斜面滑到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn)，上述關(guān)系是否成立？
設(shè)AC之間長(zhǎng)為S，且與水平方向成θ角。
重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2
由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只跟初末位置高度有關(guān)，物體減少的重力勢(shì)能仍等于重力所做的功。
討論4:物體從B點(diǎn)分別勻速、加速、減速上升到A點(diǎn)，上述關(guān)系又是如何呢？
無(wú)論物體從B點(diǎn)上升到A點(diǎn)是勻速、加速、減速，重力都做負(fù)功，且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢(shì)能都增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。但這三種情況中，由于所受拉力不同，物體動(dòng)能的變化量等于合外力的功，動(dòng)能變化量不相同。
師生共同總結(jié)出重力勢(shì)能變化只與重力做的功有關(guān)，兩者關(guān)系如下：
當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少。減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。
當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，即物體克服重力做功，重力勢(shì)能增加。增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出重力做功的特點(diǎn)：
4.重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。
演示實(shí)驗(yàn)3:演示張緊的橡皮筋把紙團(tuán)射出去，說(shuō)明發(fā)生彈性形變的橡皮筋能夠做功，因而具有能量------這種能量稱為彈性勢(shì)能。
5.彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。
引導(dǎo)學(xué)生舉些具有彈性勢(shì)能物體的實(shí)例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢(shì)能。初步了解彈簧所具有彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)。
分析：彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度越大，恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。彈簧的彈性勢(shì)能不跟彈簧的勁度有關(guān)，被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度相同時(shí)，勁度越大的彈簧彈性勢(shì)能越大。
重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是由相互作用物體的相對(duì)位置決定的，所以勢(shì)能又叫位能。今后還將學(xué)習(xí)其它形式的勢(shì)能。
例題2:沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說(shuō)法中正確的是：
A．沿著坡度小、長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多；
B．沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多；
C．沿長(zhǎng)度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多；
D．上述幾種情況重力做功同樣多。
學(xué)生先做，老師再評(píng)講。正確答案為D。
（三）、課堂小結(jié)：
1.重力勢(shì)能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢(shì)能的計(jì)算式：EP=mgh.，即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國(guó)際單位中都是焦耳。
2.重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。
3.彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。
（四）、課外作業(yè)：
1.復(fù)習(xí)歸納本節(jié)課內(nèi)容。
2.思考課本練習(xí)四第（1）、（3）題。
3.把練習(xí)四第(2)、(4)、(5)題做在作業(yè)本上。

滬科版高一物理下冊(cè)《重力勢(shì)能》教案

滬科版高一物理下冊(cè)《重力勢(shì)能》教案

新課標(biāo)要求

㈠知識(shí)與技能

1、理解重力勢(shì)能的概念，會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算.

2、理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無(wú)關(guān).

3、知道重力勢(shì)能的相對(duì)性.

㈡過(guò)程與方法

用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力作功與路徑的關(guān)系，親身感受知識(shí)的建立過(guò)程

㈢情感、態(tài)度與價(jià)值觀

滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣．

教學(xué)重點(diǎn)

重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系。

教學(xué)難點(diǎn)

重力勢(shì)能的系統(tǒng)性和相對(duì)性。

教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)觀察法、分析歸納法、講練法。

教學(xué)工具

鐵球(大小、質(zhì)量均不同)兩個(gè)、透明玻璃容器、沙子、投影片。

教學(xué)過(guò)程

（一）引入新課

師：放錄像：打樁機(jī)的重錘從高處落下，把水泥樁打進(jìn)地里。

從錄像中，同學(xué)們想到了什么？

生：觀看錄像，思考問(wèn)題。

重錘把水泥樁打進(jìn)地里，說(shuō)明重錘對(duì)水泥樁做了功。據(jù)功和能的關(guān)系，既然重錘可以對(duì)水泥樁做功，表明重錘具有能。

總結(jié)點(diǎn)評(píng)：實(shí)際上重錘在下落過(guò)程中把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，再對(duì)水泥樁做功，把其打入地里。

導(dǎo)入：在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能。那么重力勢(shì)能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢？本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。

（二）進(jìn)行新課

1、重力的功

師：投影教材上的圖，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“重力作功”部分。一邊閱讀，一邊在練習(xí)本上把推導(dǎo)過(guò)程寫出來(lái)。

通過(guò)推導(dǎo)重力在這幾種不同情況下做的功，可以得出什么結(jié)論？

生：閱讀教材，推導(dǎo)三種情況下重力做的功。選出代表發(fā)表自己的見(jiàn)解。

點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生親手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生探求知識(shí)的欲望和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。

師：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)。

生：認(rèn)真思考，分組討論，選出代表回答。

師：傾聽(tīng)學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)。

結(jié)論：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和重點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。WG=mgh1－mgh2?？梢?jiàn)，物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個(gè)具有特殊意義的物理量。

2、對(duì)重力勢(shì)能的學(xué)習(xí)

師：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“重力勢(shì)能”一段，提出問(wèn)題

⑴怎樣定量表示物體的重力勢(shì)能？

⑵重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)？你能否列舉生活中的實(shí)例加以說(shuō)明？

⑶重力勢(shì)能的改變和重力作功之間的關(guān)系是怎樣的？寫出它們之間的關(guān)系式。

生：閱讀教材，認(rèn)真思考問(wèn)題。選出代表發(fā)表自己的見(jiàn)解、列舉實(shí)例。

點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力；通過(guò)學(xué)生的回答，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。通過(guò)學(xué)生列舉生活實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、熱愛(ài)生活的良好品質(zhì)。

師：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)。

如果學(xué)生列舉實(shí)力有困難，教師可以給與指導(dǎo)和幫助，比如錄像中打樁機(jī)的例子等。也可以設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)。如下：

【演示】在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個(gè)鐵球分別從不同的高度釋放，使其落到沙子中，觀察鐵球落入的深度.

【演示】把大小不同的兩個(gè)鐵球從同一高度釋放，觀察它們落入沙子中的深度.

學(xué)生敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

1.當(dāng)鐵球質(zhì)量一定時(shí)，釋放點(diǎn)越高，鐵球落入沙子中越深；

2.當(dāng)釋放高度一定時(shí)，鐵球質(zhì)量越大，鐵球落入沙子中越深.

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明：

物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢(shì)能就越大。

3、重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性

師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文相關(guān)內(nèi)容.

投影閱讀思考題：

1.為什么說(shuō)重力勢(shì)能具有相對(duì)性？

2.什么是參考平面？參考平面的選取是唯一確定的嗎？

3.選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是否相同？是否會(huì)影響有關(guān)重力勢(shì)能問(wèn)題的研究？

4.如果物體在參考平面的上方，重力勢(shì)能取什么值？表示什么含義？

5.如果物體在參考平面的下方，重力勢(shì)能取什么值？表示什么含義？

6.為什么說(shuō)“勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的”？

生：帶著問(wèn)題閱讀教材。然后選出代表發(fā)言。

師：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)：

1.重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫參考平面.參考平面選取不同，重力勢(shì)能的數(shù)值就不同。可見(jiàn)，重力勢(shì)能具有相對(duì)性。

選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究問(wèn)題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面.

2.選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的，但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問(wèn)題，因?yàn)樵谟嘘P(guān)的問(wèn)題中，有確定意義的是重力勢(shì)能的差值，這個(gè)差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同.

3.對(duì)選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢(shì)能也是正值，表示物體在該位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面具有的重力勢(shì)能要大.

4.在參考平面下方的物體，高度是負(fù)值，物體具有負(fù)的重力勢(shì)能，表示物體在該位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能要少。

5.重力勢(shì)能根重力有關(guān)，而重力是地球施加給物體的，沒(méi)有地球，也就談不上重力勢(shì)能?？梢?jiàn)，重力勢(shì)能是“地球和物體”這個(gè)系統(tǒng)共有的。

點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生閱讀理解能力和語(yǔ)言概括能力。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

師：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

生：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

（四）實(shí)例探究

⑴對(duì)重力勢(shì)能的理解

【例1】關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，正確的是

A.重力勢(shì)能等于零的物體，一定不會(huì)對(duì)別的物體做功

B.放在地面上的物體，它的重力勢(shì)能一定等于零

C.在不同高度將某一物體拋出，落地時(shí)重力勢(shì)能相等

D.相對(duì)不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢(shì)能，但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問(wèn)題

答案：CD.

⑵關(guān)于重力勢(shì)能的相對(duì)性

【例2】如圖所示[轉(zhuǎn)載]高中物理(必修二)課時(shí)教案-7.4wbr重力勢(shì)能，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為0，則小球落到地面前瞬間的重力勢(shì)能為

A.mgh

B.mgH

C.mg(h+H)

D.-mgh

【思路】重力勢(shì)能的大小是相對(duì)參考平面而言的，參考平面選擇不同，物體的高度不同，重力勢(shì)能的大小則不同.

解：據(jù)題意知已選定桌面為參考平面，則小球在最高點(diǎn)時(shí)的高度為H，小球在桌面的高度為零，小球在地面時(shí)的高度為－h(huán)，所以小球落到地面時(shí)，它的重力勢(shì)能為Ep=-mgh.

答案：D

⑶重力做功及重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系

【例3】[轉(zhuǎn)載]高中物理(必修二)課時(shí)教案-7.4wbr重力勢(shì)能一物體從A點(diǎn)沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同一水平面上的B點(diǎn)與C點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是

A.沿AB面重力做功多

B.沿兩個(gè)面重力做的功相同

C.沿AB面重力勢(shì)能減少多

D.沿兩個(gè)面減少的重力勢(shì)能相同

答案：BD.

⑷綜合應(yīng)用

【例4】起重機(jī)以g/4的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機(jī)鋼索的拉力對(duì)物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢(shì)能變化了多少.

解：由題意可知起重機(jī)的加速度a=g/4，物體上升高度h，

據(jù)牛頓第二定律得mg-F=ma所以F=mg-ma=mg-m×g/4=3mg/4

方向豎直向上.

所以拉力做功WF=Fhcos0°=3mgh/4

重力做功WG=mghcos180°=-mgh

即物體克服重力做功為mgh

又因?yàn)閃G=Ep1-Ep2=-mgh

WG0，Ep1Ep2

即物體的重力勢(shì)能增加了mgh

（五）作業(yè)布置

書面完成“問(wèn)題與練習(xí)”中1－4題。

板書設(shè)計(jì)

4．重力勢(shì)能

一、重力的功與重力做功有關(guān)的因素：重力的大小和下落的高度大小．與物體的路徑無(wú)關(guān)．

二、重力勢(shì)能物體的重力勢(shì)能等于它所受的重力和所處高度的乘積．

三、重力勢(shì)能的相對(duì)性

1．重力勢(shì)能與參考平面的選取有關(guān)．但重力勢(shì)能的變化量與參考平面的選取無(wú)關(guān)．

2．勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的．

重力勢(shì)能