高中重力教案
發(fā)表時(shí)間：2020-05-20重力。
俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編特地為大家精心收集和整理了“重力”，希望對您的工作和生活有所幫助。
學(xué)習(xí)內(nèi)容3.1重力基本相互作用
學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而存在，在具體問題中能找出施力物體和受力物體。
2.知道力是矢量，知道力的作用效果，在具體問題中能畫出力的圖示和力的示意圖。
3.知道重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的。知道重力的大小和方向。
4．知道重心的概念以及均勻物體重心的位置。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)理解力、重力、重心的概念，并在具體問題中能正確分析。
學(xué)法指導(dǎo)合作、探究、討論相結(jié)合
知識鏈接初中知識回顧：
1．力是。
2．在國際單位制中，力的單位是。通常把力的叫做力的三要素
3．叫重力。
4．重力的方向是，大小與成正比，重力的大小可以用來測量。
學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新
一、力（探究與討論）
1．一個(gè)力的存在同時(shí)涉及到個(gè)物體？分別稱為。
2．有人說力總是成對出現(xiàn)的，你認(rèn)為呢？
3．物體間發(fā)生相互作用可以不直接接觸嗎？舉例說明。
4．力不但有大小，而且有方向，力是。力的大小用來測量。
5．通過實(shí)例總結(jié)：力的作用效果：①；②。力的作用效果是由力的共同決定
二、力的圖示
1．力可以用一根帶箭頭的線段來表示。它的長短表示力的大小，它的指向(箭頭所指方向)表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法，叫做力的圖示。這是把抽象的力直觀而形象地表示出來的一種方法。
2．畫力的圖示的步驟
①選定標(biāo)度：畫出某一長度的線段表示一定大小的力，并把該線段所表示的力的大小寫在該線段的上方。所選標(biāo)度要適當(dāng)(力的圖示上刻度不能過少，也不能多而密，要便于作圖計(jì)算)，一般標(biāo)度的大小應(yīng)是所圖示的力的1/n，n為除“1”以外的正整數(shù)。
②畫一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體，并確定力的作用點(diǎn)。
③從力的作用點(diǎn)開始，沿力的作用方向畫一線段(根據(jù)所選標(biāo)度和力的大小確定線段的長度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段的小短線)。
④在表示力的線段的末端畫上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力的字母或數(shù)值。
3．注意：①箭尾通常畫在力的作用點(diǎn)上。②若在同一個(gè)圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一個(gè)標(biāo)度。③力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側(cè)重于畫準(zhǔn)力的方向，帶箭頭的線段上沒有標(biāo)度，線段的長度只定性表示力的大小。
三、力的示意圖
與力的圖示相比，只要求在圖中準(zhǔn)確畫出力的方向，表達(dá)出物體在這個(gè)方向受力即可，不要求準(zhǔn)確畫出力的大小。
四、力的分類
(1)按力的性質(zhì)和力的效果分類
①性質(zhì)力：重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等。
②效果力：支持力、壓力、拉力、動(dòng)力、阻力、向心力等。
注意：正確區(qū)分性質(zhì)力和效果力是對物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)，也是正確解決力學(xué)問題的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)效果命名的不同名稱的力，性質(zhì)可能相同，如壓力和支持力都是彈力性質(zhì)不同的力，可以叫同一個(gè)名稱，如重力、彈力都可使物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，都可叫動(dòng)力，其作用效果可以相同。同一個(gè)力，可以有不同的名稱，如用繩子拉小車前進(jìn)，繩子對小車施以拉力，又叫彈力、動(dòng)力等。
【例1】關(guān)于力的概念，下列說法中正確的是（）
A．一個(gè)受力物體可以對應(yīng)著一個(gè)以上的施力物體。
B．一個(gè)力必定聯(lián)系著兩個(gè)物體，其中任一個(gè)物體既是受力物體又是施力物體。
C．用手壓彈簧，手先給彈簧一個(gè)作用，彈簧壓縮后再反過來對手作用。
D．直接接觸的物體間一定有力的相互作用。
【例2】在下圖中作出A受到一個(gè)與水平面成30°角的斜向右上方500N的拉力的圖示。
五、重力是由于地球的吸引而使物體受到的力
1．重力的施力物體是，其本質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的吸引力，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。
2．有人說：地球表面附近的一切物體，不論是靜止的，還是運(yùn)動(dòng)的，不論是否與地面接觸，都受重力作用。重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和接觸面情況均無關(guān)。你贊成這種觀點(diǎn)嗎？
3．重力的方向總是。不能將“豎直向下”理解為“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”。重力的方向不一定指向地心。
4.重力大小的計(jì)算公式是G=mg．式中m是物體的質(zhì)量，單位用kg；g是一個(gè)與地理位置有關(guān)的量，反映地球?qū)ξ矬w作用力的強(qiáng)弱。(g值隨地理緯度的增加而增大，隨離地面高度的增大而減小)通常情況下(在地球表面附近)，取g=9．8N／kg，表示質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是9．8N。
六、重心
1.一個(gè)物體的各部分都要受到重力的作用。從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的。
2.重心是重力的等效作用點(diǎn)。引入重心的概念，就把實(shí)際作用于整個(gè)物體各部分的重力用作用于重心的一個(gè)力等效地代替了，于是原來的整個(gè)物體就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)代替，從而使研究問題大為簡便。這種方法，在物理學(xué)上叫等效方法。等效方法是研究物理問題常用的思維方法，它是在保證效果不變的前提下用一種簡化的形式來替代原來的形式以使研究問題方便些。
注意：重心并不是重力的實(shí)際作用點(diǎn)，也不是物體上最重的一點(diǎn)，更不能認(rèn)為地球只吸引物體的這一點(diǎn)。
3．物體重心的位置跟物體的和物體內(nèi)的分布都有關(guān)系，跟物體的和無關(guān)。
形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布的物體的重心才在。
4.討論：物體的重心的位置一般在物體上，有在物體外的嗎？
5．對于薄板狀物體，可以用找出其重心位置，其依據(jù)的原理是二力平衡條件。
七、四種基本相互作用：
①②
③④
【例3】物體靜止在水平桌面上，物體對水平桌面的壓力()
A、就是物體的重力
B、大小等于物體的重力
C、這壓力是由于地球的吸引產(chǎn)生的
D、這壓力是豎直向下的。
【例4】物體靜止在斜面上，物體所受重力的方向如圖所示，這個(gè)表示對嗎？
【例5】如圖所示為一空心圓球，內(nèi)部裝滿水，若在其底部一小孔，水從中不斷流出，則在此過程中，球和其中水整體的重心如何變化?
達(dá)標(biāo)檢測1．下列說法中正確的是()
A、某施力物體同時(shí)也一定是受力物體。
B、沒有施力物體和受力物體，力照樣可以獨(dú)立存在。
C、找不到施力物體的力是不存在的。
D、有的物體自己就有力，這個(gè)力不是另外的物體施加的。
2．下述關(guān)于力的說法中不正確的是()
A、力對物體的作用效果，完全由力的大小決定。
B、作用在物體上的力，不論作用點(diǎn)在什么位置產(chǎn)生的效果均相同。
C、物體受到力的作用后，一定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。
D、力的作用效果一定會使物體運(yùn)動(dòng)。
3．下列說法中錯(cuò)誤的是()
A、力是物體對物體的作用。B、只有直接接觸的物體間才有力的作用。
C、由相距一定距離的磁鐵間有相互作用力可知，力可以離開物體而獨(dú)立存在。
D、甲用力把乙推倒，說明只是甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用。
4．關(guān)于重力的說法，正確的是()
A．重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的。
B．物體在地球表面附近無論是靜止，還是向上或向下運(yùn)動(dòng)，它都受到重力。
C．重力就是靜止的物體對豎直懸繩的拉力。
D．物體本身就有重力，所以重力沒有施力物體。
5．下列關(guān)于重力的方向的說法，正確的是()
A．重力的方向總是豎直向下的。B．重力的方向總是指向地心。
C．重力的方向總是和支持物體的支持面垂直。
D．由于地球是一個(gè)大球體，所以重力的方向是無法確定的。
6．關(guān)于重力的大小，下列說法正確的是()
A．物體的重力跟質(zhì)量成正比。
B．g=9．8N／kg表示重力是9．8N的物體的質(zhì)量是1kg。
C．放在斜面上的物體比在平面上受的重力小。
D．在地面附近，物體靜止時(shí)與運(yùn)動(dòng)時(shí)，其重力大小是不變的。
7．一條放在地面上的長為L的柔軟勻質(zhì)粗繩，向上提其一端剛好拉直時(shí)，它的重心位置升高了__________；長為L的均勻直鋼管平放在水平地面上，現(xiàn)抬起其一端使其與水平地面成30角時(shí)，它的重心位置升高了___________。
8．畫出下面物體所受重力的圖示
(1)放在水平地面上的重為3．O×106N的木箱。
(2)質(zhì)量為8kg的小球在空中自由下落時(shí)(不計(jì)空氣阻力)所受力的圖示(g取10N/kg)。
相關(guān)知識
重力導(dǎo)學(xué)案
古人云，工欲善其事，必先利其器。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)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣，幫助高中教師營造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《重力導(dǎo)學(xué)案》，僅供參考，大家一起來看看吧。
第三章相互作用
第一節(jié)重力基本相互作用導(dǎo)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、準(zhǔn)確理解力、重力、重心的概念，提高分析物體受力問題的能力。
2、自主學(xué)習(xí)、合作探究，學(xué)會用力的圖示解決重力問題的方法。
3、激情投入，全力以赴，激發(fā)探究科學(xué)真理的興趣
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.力的圖示法和重力、重心的理解
2.力的作用效果的理解
【使用說明】
1.先通讀教材P51-P53，勾畫出本節(jié)的基本概念（力、力的圖示、重力、重心），四種基本相互作用作為簡單了解。
2.在理解教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，獨(dú)立完成導(dǎo)學(xué)案，用紅筆標(biāo)出疑問，以備上課合作探究。
3.認(rèn)真書寫，找出自己的問題和疑惑，以備課上討論質(zhì)疑。
【問題導(dǎo)學(xué)】
1.蘋果熟了，為什么會從樹上落下？用力推桌子，桌子為什么會移動(dòng)？
2.小剛把球踢過來，你一腳踢回去，你改變了足球的哪些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？
【合作探究】
探究點(diǎn)一：力的相互作用和表示方法（重點(diǎn)）
問題1：什么是力？你是怎樣感受到力的存在的？
問題2：力的作用是相互的，有沒有只有受力物體的力或只有施力物體的力？
問題3：物體之間發(fā)生相互作用的力，是不是必須相互接觸？如果不是，請舉例說明。
問題4：什么是力的圖示？怎樣用力的圖示表示出力的三要素？
問題5：畫出下列各的力的圖示和力的示意圖，并比較力的圖示與力的示意圖有哪些不同？
1.桌面上的物體的重力是50N（規(guī)范作圖、直尺和鉛筆）
2.一物體在光滑水平面上受到30N的水平拉力的作用
3.一物體受到豎直向上的20N的拉力的作用
【針對訓(xùn)練】：
1．下列說法中正確的是()
A、某施力物體同時(shí)也一定是受力物體。
B、沒有施力物體和受力物體，力照樣可以獨(dú)立存在。
C、找不到施力物體的力是不存在的。
D、有的物體自己就有力，這個(gè)力不是另外的物體施加的。
2．下述關(guān)于力的說法中不正確的是()
A、力對物體的作用效果，完全由力的大小決定。
B、作用在物體上的力，不論作用點(diǎn)在什么位置產(chǎn)生的效果均相同。
C、物體受到力的作用后，一定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。
D、力的作用效果一定會使物體運(yùn)動(dòng)。
3．請作出一人在水平面上用平行于水平面30N推動(dòng)木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)的力的圖示。
探究點(diǎn)二：重力及其特點(diǎn)（難點(diǎn)）
知識補(bǔ)充：質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則的物體重心位于幾何中心，結(jié)合課本中的圖3.13和圖3.14理解
問題1：重力是怎樣產(chǎn)生的？重力的大小與什么因素有關(guān)？G=mg中的g與物體做自由落體的加速度有什么關(guān)系？
問題2：畫出空中飛行的足球所受重力的示意圖？借此來理解重力的方向。
問題3：重力的作用點(diǎn)就是物體的重心。質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在什么地方？怎樣才能找出不規(guī)則薄皮狀的物體重心，用什么方法？
重力勢能
一、教學(xué)目標(biāo)
1．理解重力勢能的概念：
(1)知道什么是重力勢能，強(qiáng)調(diào)“勢”的含義。
(2)通過做功與能量關(guān)系，得到重力勢能公式Ep＝mgh，知道在國際單位制中，勢能的單位是焦耳(J)；勢能是標(biāo)量。
(3)了解重力勢能的相對性及勢能差的不變性。
2．掌握重力做功特點(diǎn)及重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，應(yīng)用其解決相關(guān)問題。
3．知道彈性勢能及其相關(guān)因素。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1．本節(jié)重點(diǎn)是重力勢能的表達(dá)，重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。
2．對于勢能這種潛在做功能力的理解：一旦做了功，勢能就發(fā)揮出來而減少了。
3．要強(qiáng)調(diào)重力做功與重力勢能變化的相反量的關(guān)系，這在初學(xué)時(shí)很容易發(fā)生錯(cuò)誤，所以應(yīng)作為難點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。
三、教具
投影儀及幻燈片(主要用于把課上要舉的例題和圖打出，節(jié)約時(shí)間和黑板空間)。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們已知道運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？
根據(jù)學(xué)生的回答引出新課內(nèi)容。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1．重力勢能
利用剛才學(xué)生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由于物體處于一定高度而具有的能量。
從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關(guān)，到底是什么關(guān)系呢？
2．重力勢能公式
功是能量變化的量度，重力勢能的變化也可用做功表示出來。例如，用一外力把一質(zhì)量為m的物體勻速舉高h(yuǎn)，由于是勻速上升，物體的動(dòng)能不變，外力舉高物體做的功W＝mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重力做功亦為mgh，也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用Ep表示勢能，則處于高度h處的物體的重力勢能為：
Ep＝mgh
即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。
從勢能公式的指導(dǎo)可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦耳(J)，而且也是標(biāo)量。它是由物體所處的位置狀態(tài)決定的，所以與動(dòng)能一樣是狀態(tài)量。
如圖1，請學(xué)生分別寫出以桌面和地面為零點(diǎn)的小球的重力勢能：Ep1＝mgh1，Ep2＝mg(h1+h2)，可以看出，結(jié)果是與零點(diǎn)選取有關(guān)的，因此在表達(dá)重力勢能時(shí)，要指明勢能零點(diǎn)的位置。再請學(xué)生寫出兩種零點(diǎn)選取情況下，小球落在桌面上和落在地面上時(shí)與初態(tài)的重力勢能差：ΔEp1＝-mgh1ΔEp2＝-mg(h1+h2)，這是與零點(diǎn)選取無關(guān)的?？梢姡徽撐覀?nèi)绾芜x擇參照系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的。我們今后的學(xué)習(xí)中，更多地是研究某物理過程中重力勢能的變化，這時(shí)我們就可以適當(dāng)選擇參照系使問題簡化，而不會影響結(jié)果。
3．重力做功與重力勢能的變化關(guān)系
(1)重力做功的特點(diǎn)
如圖2，讓學(xué)生寫出幾種情況下，物體從A→C，重力做的功：
圖A是物體由A做自由落體到B，再水平運(yùn)動(dòng)到C，容易得出此過程中，重力做功為mgh；圖B是物體沿斜面由A滑到C，重力做功為：mgssinθ＝mgh；圖C是物體沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖B的結(jié)論可以得出，重力做功也為mgh。教師還可從A到BC面畫任意路徑讓學(xué)生求重力做功，可以看出結(jié)論都為mgh。讓學(xué)生總結(jié)出規(guī)律。板書：
重力做功與路徑無關(guān)，只與物體起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的高度差有關(guān)。
提問：其他力(比如摩擦力)做功是否與路徑有關(guān)？回答是肯定的?？梢姡亓ψ龉Φ奶攸c(diǎn)不能亂用，要視具體力而定。同時(shí)提醒學(xué)生，今后學(xué)習(xí)中還會遇到做功具這個(gè)特點(diǎn)的力，讓學(xué)生在今后遇到新的力時(shí)注意這個(gè)問題。
(2)重力做功與重力勢能的變化
教師將手中粉筆頭豎直上拋，然后讓學(xué)生分析其上升和下落過程中重力做功與重力勢能的變化，如圖3，可以看出，上升過程中，重力做功為-mgh，重力勢能增加mgh；下落過程中，重力做功為mgh，重力勢能減少mgh，(或稱增加-mgh)，啟發(fā)學(xué)生總結(jié)出如下結(jié)論：
重力做多少正功，重力勢能就減少多少；重力做多少負(fù)功(或稱克服重力做了多少功)，重力勢能就增加多少。即重力做功等于重力勢能的減少量。若用W。表示重力做功，Ep1表示初態(tài)的重力勢能，Ep2表示末態(tài)的重力勢能，則上述關(guān)系可表達(dá)為：(板書)
WG＝Ep1-Ep2＝ΔEp。
提醒學(xué)生注意公式中兩個(gè)勢能的先后位置和ΔEp前負(fù)號的意義(-ΔEp指減少量)。
4．彈性勢能
(1)什么是彈性勢能
通過舉例看出，發(fā)生彈性形變的物體，在恢復(fù)形變時(shí)能對外界做功，所以它也具有一種潛在的能量，稱之為彈性勢能。
(2)彈性勢能與什么因素有關(guān)？
以彈簧為例，引導(dǎo)學(xué)生得出彈性勢能隨彈簧勁度系數(shù)和形變量增大而增大的結(jié)論。對基礎(chǔ)好的學(xué)生，還可引導(dǎo)其利用彈力與形變關(guān)系的函數(shù)圖象(如圖4)，求出彈力的功，從而得出彈性勢能的定量表達(dá)式：Ep
5．例題講解與討論
例1．圖5表示一個(gè)斜拋物體的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體由拋出位置1運(yùn)動(dòng)到最高位置2時(shí)，重力做功是多少？重力勢能改變了多少？由位置2運(yùn)動(dòng)到跟位置1在同一水平面上的位置3時(shí)，重力做功和重力勢能的變化是多少？由位置1運(yùn)動(dòng)到位置3呢？
解答：由位置1→2，重力做功-mgh，重力勢能增大mgh；由位置2→3，重力做功mgh，重力勢能減少mgh(增加-mgh)；由位置1→3，重力做功和勢能變化均為零。
此例的目的是再次強(qiáng)化重力做功、重力勢能的概念和計(jì)算
例2．如圖6，光滑斜軌道下端與光滑圓周軌道相接。要使小球進(jìn)入圓周軌道后能經(jīng)過軌道最高點(diǎn)并不落下來，至少應(yīng)使它從斜軌道上多高處由靜止開始下滑？
解答：因所有軌道都光滑，所以小球運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，要使小球能經(jīng)過軌道最高點(diǎn)而不下落，對小球此時(shí)速度有一下限，也就是此處動(dòng)能有一下限，利用動(dòng)能定理對小球從出發(fā)點(diǎn)到圓周軌道最高點(diǎn)的過程列式，有：
可以看出，利用重力做功的特點(diǎn)對全程列式可使問題大大簡化。(可讓分段列式同學(xué)提出自己的解答，然后比較優(yōu)劣。)
例3．如圖7所示，一物體質(zhì)量m＝2kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0＝3m/s下滑。A點(diǎn)距彈簧上的擋板位置B的距離為AB＝4m，當(dāng)物體到達(dá)B后，將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓縮量為BC＝0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到最高位置D點(diǎn)，D點(diǎn)距A點(diǎn)為AD＝3m。求：物體跟斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(g取10m/s2，彈簧及擋板質(zhì)量不計(jì))
分析：此題一看上去似乎很繁，涉及到重力、彈力摩擦力做功的問題。其實(shí)認(rèn)真分析一下就會發(fā)現(xiàn)，在物體從B→C又返回到B時(shí)，彈簧先做負(fù)功，又做了相等數(shù)量的正功。總功為零，即彈力功為零；而重力做功根據(jù)其特點(diǎn)，只考慮由A到D的高度差即可；摩擦力做功由于與路徑有關(guān)，須認(rèn)真計(jì)算物體在全程中的位移?？梢?，對不同性質(zhì)的力做功要具體分析，才會既簡化問題又避免發(fā)生錯(cuò)誤。
利用動(dòng)能定理對A→B→C→D全過程列式：
(三)課堂小結(jié)
1．對勢能的含義和表達(dá)式予以必要重復(fù)。
2．對重力做功的特點(diǎn)和重力做功與重力勢能變化關(guān)系予以強(qiáng)調(diào)。
3．回憶上節(jié)動(dòng)能定理。結(jié)合本節(jié)知識，讓學(xué)生課下思考：動(dòng)能定理可變成什么其他形式？又有什么意義？為以后講機(jī)械能守恒定律打下基礎(chǔ)。
五、說明
1．不管是動(dòng)能定理還是本節(jié)所講的重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，都是過程量與狀態(tài)量變化之間的關(guān)系。因此對過程分析和狀態(tài)定位非常重要。教師應(yīng)通過例題強(qiáng)調(diào)公式中每個(gè)符號的物理意義，不要把順序搞錯(cuò)，以免給以后深入研究功能關(guān)系帶來麻煩。
2．勢能是一個(gè)較難理解的概念，學(xué)生在一節(jié)課內(nèi)不易全面理解和掌握。因此本節(jié)沒有給出有勢力的概念，未通過有勢力做功的特點(diǎn)來定義勢能，而是直接給出定義和計(jì)算公式，這樣是為了避免給學(xué)生造成理解困難，而淡化了本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)?？稍诮窈髮W(xué)習(xí)中接觸了更多勢能概念如分子勢能、電勢能等時(shí)，再進(jìn)一步總結(jié)勢能特點(diǎn)，深入對它的理解。
3．關(guān)于勢能是屬于系統(tǒng)的講解，由于課時(shí)所限，在本節(jié)提出也難免囫圇吞棗，因此也擬放在講解機(jī)械能守恒定律時(shí)再深入討論。本節(jié)先簡略說成某物體具多少勢能，但不要過分強(qiáng)調(diào)這一提法，以免以后糾正困難。
重力與重心
重力與重心同步學(xué)習(xí)
【難點(diǎn)精析】
1、“孤掌難鳴”說明了一個(gè)什么物理道理？
解析：本題考查應(yīng)用力的基本概念解釋實(shí)際問題。鼓掌時(shí)，左右兩手互相拍擊，兩手均有感覺，并發(fā)出響聲，孤掌難鳴即一只手拍不響，說明了力是物體之間的相互作用，所以要理解力的概念，必須回到實(shí)踐中去，以所見事實(shí)為基礎(chǔ)，通過觀察思考，體會力的概念。
“孤掌難鳴”說明了力是物體與物體的相互作用，單個(gè)物體不能產(chǎn)生力的作用的道理。
2、被踢出去的足球，在空中飛行（空氣阻力不計(jì)）時(shí)受到幾個(gè)力的作用？
解析：被踢出去的足球在空中飛行，因?yàn)榭諝庾枇Σ挥?jì)，它僅與地球有相互作用，只受到重力的作用。有的同學(xué)認(rèn)為，足球還受到踢球的腳對它的作用。錯(cuò)誤的原因在于對力的概念沒有理解好。因?yàn)榱Σ荒軕{空產(chǎn)生，足球受腳對它的作用僅僅在于用腳踢足球的那一瞬間，一旦腳與球分離，球就不再受腳的作用了。所以分析物體是否受到某個(gè)力的作用，必須分析該時(shí)刻物體與其他物體的相互作用情況，不能把物體前一段時(shí)間里曾經(jīng)受到過的力，不加分析的套用到后一段時(shí)間里去。
【例題精析】
例1、下列關(guān)于力的說法中正確的是()
A.射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)的距離，是因?yàn)樽訌楇x開槍口后受到一個(gè)推力作用。
B．甲用力把乙推倒，說明只是甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用。
C.只有有生命或有動(dòng)力的物體才會施力，無生命或無動(dòng)力的物體只會受到力。
D．任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，也是施力物體。
解析：子彈在槍管內(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)大推力，使子彈離開槍口時(shí)有很大的速度，但子彈離開槍口以后，只受重力和空氣阻力作用，并沒有一個(gè)所謂的推力，因?yàn)椴豢赡苷业竭@個(gè)“推力”的施力物體；故不存在，所以A錯(cuò)。物體間力的作用總是相互的，甲推乙的同時(shí)乙也推甲，故說法B錯(cuò)。不論物體是否有生命或是否有動(dòng)力，它們受到別的物體作用時(shí)，都會施力，馬拉車時(shí)，車也拉馬；書向下壓桌子，桌子也向上推書，故C錯(cuò)。由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的，找不到一個(gè)孤立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個(gè)物體既是受力物體，又是施力物體，故說法D正確。
例2、關(guān)于重力的說法，正確的是()
A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力
B．只有靜止的物體才受到重力
C．同一物體在地球上無論怎樣運(yùn)動(dòng)都受到重力
D．重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的
答案：CD
解析：重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的，地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一個(gè)效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)；另一個(gè)效果即另一部分力才是重力，也就是說重力通常只是吸引力的一部分。重力只決定于地球?qū)ξ矬w的作用，而與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，也與物體是否受到其他力的作用無關(guān)。
例3、如圖3—1—1所示，繩對物體豎直向上的拉力大小為150N，用力的圖示法表示拉力。
解析：畫力的圖示要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行：
(1)選定標(biāo)度。
(2)從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段長短按選定的標(biāo)度和力的大小畫。線段上加刻度，如圖甲所示從O點(diǎn)豎直向上畫一段3倍于標(biāo)度的線段；
(3)在線段終點(diǎn)上加箭頭表示力的方向。為了簡便也可以照圖乙那樣不畫物體，而用質(zhì)點(diǎn)來表示物體，畫出力F的圖示。
例4、正誤判斷
A.物體受力的作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變。（錯(cuò)誤）
B.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，一定是物體受到了力。（正確）
C.物體只有相互接觸才會產(chǎn)生力的作用。（錯(cuò)誤）
D.甲把乙推倒在地，但甲并沒有倒下，說明甲沒有受到力的作用。（錯(cuò)誤）
E.同一物體既可以是施力物體也可以是受力物體。（正確）
F.力的大小可以用天平測量。（錯(cuò)誤）
G.找不到施力物體或受力物體的力是不存在的。（正確）
H.無生命的物體不能產(chǎn)生力的作用。（錯(cuò)誤）
I.物體的重力總是大小不變的。（錯(cuò)誤）
J.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。（錯(cuò)誤）
K.重力的方向總是垂直向下的。（錯(cuò)誤）
L.把物體從赤道拿到北極，物體的重力將增大。（正確）
M.在地球表面運(yùn)動(dòng)的物體，無論怎樣運(yùn)動(dòng)，總會受到重力的作用。（正確）
N.物體的重心一定在物體上。（錯(cuò)誤）
O.形狀規(guī)則的物體，其重心一定在其幾何中心上。（錯(cuò)誤）
P.細(xì)繩下吊一小球，細(xì)繩的拉力總等于小球的重力。（錯(cuò)誤）
例5、一個(gè)被吊著的均勻的球殼，其內(nèi)部注滿了水，在球的底部有一帶閥門的細(xì)出水口。在打開閥門讓水慢慢流出的過程中，球殼與其中的水的共同重心將會（）
A.一直下降B.一直不變C.先下降后上升D.先上升后下降
解析：在注滿水時(shí)，球殼和水的共同重心在球心，隨著水的流出，球殼的重心不變，但是水的重心下降，二者共同的重心在下降。當(dāng)水流完時(shí)，重心又回到球心，故選項(xiàng)C正確。
【能力提升點(diǎn)】
1、重心位置的變化——極限法
極限法就是設(shè)想物理過程、物理變化、物理現(xiàn)象或物理問題的本質(zhì)特征，使我們弄清其變化過程。這是一種極其重要的判斷重心位置變化的方法。極限法化難為易，化繁為簡，化抽象為直觀，便于把握事物的本質(zhì)特征。
2、四種相互基本作用
自然界中存在四種基本相互作用，它們分別是萬有引力、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。
它們的基本特點(diǎn)是：萬有引力相互作用存在于一切物體之間，相互作用的強(qiáng)度隨距離的增大而減小；電磁相互作用是存在于電荷之間和磁體之間，它們的本質(zhì)是相同的，稱之為電磁相互作用；強(qiáng)相互作用和弱相互作用存在范圍很小，它們的作用范圍只有10-15m，但是弱相互作用的強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10-12。
自然界的這四種相互作用是近幾十年才發(fā)現(xiàn)的，許多科學(xué)家都認(rèn)為這四種相互作用是一種相互作用不同的體現(xiàn)形式，也就是說有更為一般的一種相互作用就可以解釋自然界所有的力學(xué)現(xiàn)象了，這里面包括著名科學(xué)家愛因斯坦也支持這種說法，并且在晚年致力于統(tǒng)一場方面的研究但沒有成功。這也給我們同學(xué)們留下了需要研究的問題，希望有一天同學(xué)們能夠解決這個(gè)問題。
《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)
《重力勢能》的教學(xué)設(shè)計(jì)
我教學(xué)的題目是高一物理第七章第五節(jié)重力勢能。重力勢能概念的建立是形成機(jī)械能概念的基礎(chǔ)，也是今后形成更完整能量概念的保證。本節(jié)內(nèi)容“重力勢能”的學(xué)習(xí)也將為今后“電勢能”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
本教材提供了較多情景及幾個(gè)問題來展開分析，
本課教學(xué)目標(biāo)很明確：
⑴從重力勢能的定量描述、單位、量性及它的相對性中理解重力勢能的概念；
⑵理解重力勢能得變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)；
⑶了解彈性勢能。
能力目標(biāo)：
⑴學(xué)會從功和能的關(guān)系推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式；
⑵在小實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究中，初步會用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
⑶在討論分析中激發(fā)質(zhì)疑探究意識，提高質(zhì)疑能力。
情感目標(biāo)：生活實(shí)驗(yàn)中激發(fā)物理研究興趣。
本節(jié)課著重解決了兩個(gè)問題，即重力勢能及其對稱性；重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系，關(guān)于重力做正功，重力勢能減少，重力做負(fù)功，重力勢能增加。這個(gè)關(guān)系由于與動(dòng)能定理的表述不一致，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)是要結(jié)合一些實(shí)例，解開學(xué)生的困惑。而難點(diǎn)是學(xué)生對重力勢能相對性的理解。教學(xué)中用與溫度的相對性類比的方法來突破這個(gè)難點(diǎn)。
學(xué)生對重力勢能在初中已初步形成定性概念，知道重力勢能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒學(xué)生對這些概念的記憶，為定量認(rèn)識重力勢能打好鋪墊。學(xué)生在前一節(jié)課“動(dòng)能”學(xué)習(xí)中已體驗(yàn)定量研究的一些方法，這也為本課的研究學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。但估計(jì)學(xué)生對“Ep=mgh”會進(jìn)行公式化處理，出現(xiàn)只認(rèn)公式不認(rèn)理的現(xiàn)象，故引導(dǎo)學(xué)生對“Ep=mgh”中的“h”正確認(rèn)識顯得尤為重要。高一學(xué)生的研究探索、質(zhì)疑提問能力很薄弱，通過本課在培養(yǎng)策略要取得一點(diǎn)突破。
依據(jù)教學(xué)大綱的要求和教材內(nèi)容的特點(diǎn)、學(xué)生的特點(diǎn)，在本節(jié)教學(xué)中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)，探索得到結(jié)論，充分體現(xiàn)“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”的教學(xué)模式。
以下為本課教學(xué)過程的設(shè)計(jì)：
1、情景引入
展出三峽水庫大壩的模擬照片，讓學(xué)生欣賞圖片的過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考、發(fā)問，并啟發(fā)到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢能并引入課題，再提出問題“建成后的三峽水庫可蘊(yùn)含多少水的重力勢能？”激發(fā)學(xué)生對重力勢能學(xué)習(xí)的迫切欲望。
通過圖片情景，培養(yǎng)學(xué)生提問能力，并從三峽大壩的氣勢中激發(fā)學(xué)生的民族自豪感；與學(xué)生交流中回憶初中所學(xué)重力勢能概念。
2、實(shí)驗(yàn)探究
在初中知識掌握的基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生用身邊的小物件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證重力勢能與哪些量有關(guān)（書落手上、筆穿紙巾），研究探索后，再讓學(xué)生自己總結(jié)得出結(jié)論，體現(xiàn)重力勢能是由物體質(zhì)量和相對位置決定的能量。并讓學(xué)生猜想Ep與m、h的定量關(guān)系。
3、建立概念
重力勢能的大小是否與重力做功有關(guān)系？給學(xué)生三個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)過程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運(yùn)動(dòng)至同一末平面，讓學(xué)生運(yùn)算三種情況下重力的功，類比于從動(dòng)能定理，得到動(dòng)能的定量表達(dá)式，也從中得到重力勢能的定量關(guān)系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢能變化量的關(guān)系：，從自由下落過程中的重力做功與重力勢能具體變化間的關(guān)系，幫助學(xué)生理解“-”和“=”的含義。提供情景，物體越高，重力勢能越大嗎？展開對=g中“h”的大討論，總結(jié)重力勢能是對于某個(gè)參考面來說的。再討論中“h”含義。從中在學(xué)生互促學(xué)習(xí)中對重力勢能的相對性有真正地理解。
4、提出問題
，Ep=mgh中，“△h”與“h”的區(qū)別？引出重力勢能具有相對性。明確指出“△h”是絕對量，“h”是相對量，所以重力勢能是具有相對性的，要確定物體在某一狀態(tài)所具有的重力勢能，就必須首先選擇一零勢能面作參考。而后類比溫度來講明重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，啟發(fā)學(xué)生思考其正負(fù)的含義。
5、彈性勢能
小結(jié)重力勢能概念形成過程，結(jié)合情景圖片，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)彈性勢能與重力勢能的共同點(diǎn)，都是由物體的相對位置決定的能量，并且都是客觀存在的能。
6、概括總結(jié),作業(yè)布置
必做題：P/45：1、3、5
本課較多采用的是情景討論法，教師不是簡單的呈現(xiàn)問題讓學(xué)生解決，而是創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并在強(qiáng)烈內(nèi)驅(qū)作用下進(jìn)入學(xué)生小組合作探究、討論過程，使研究性學(xué)習(xí)方式滲透到學(xué)科課堂教學(xué)中，一節(jié)課上盡可能有實(shí)驗(yàn)可操作、有問題可討論、有平臺可交流。在該教法中，教師對學(xué)生討論過程的把握顯得尤為重要，對學(xué)生的問題、討論點(diǎn)的評價(jià)要及時(shí)，并能產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)。
