|
共1课时
4.重力势能 高中物理 人教2003课标版 1知识与技能：⑴．理解重力势能的定义及定义式，会用重力势能的定义式进行计算。 ⑵．理解重力做功与重力势能的变化的关系，知道重力做功与路径无关。 ⑶．知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球系统所共有。 2过程与方法：⑴．通过推导重力做功与路径无关的结论，让学生亲身感受知识的形成过程。 ⑵．通过对物体沿曲线运动过程中重力做功的探究，让学生体会用极限的思想化曲为直解决问题方法。 3情感、态度、价值观：通过对打桩机打桩、滑滑梯等过程的分析培养学生对生活中有关物理现象的观察和思考，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 4教学过程 4.1 第一学时 教学活动 活动1【导入】实 验 引 入【演示实验】 在一个透明的玻璃容器内装上沙子，用一个铁球从空中释放，观察铁球落在沙子中的情况． 分析： 沙子表面被砸了个坑，说明下落的铁球对沙子做了功。铁球能对沙子做功说明在空中的小球具有能量。 问题一：被举高的小球具有什么能？ 问题二：由初中已学知识知道，重力势能的大小与哪些因素有关： 问题三：小球在下落过程中，重力对它做什么功？小球下落过程中，它的重力势能和动能之间是如何转化的？ 总结：被举高的小球具有重力势能，小球的重力势能大小与小球的质量以及小球的高度有关。在下落的过程中，重力对小球做正功，小球的重力势能在减小动能在增加，也就是说小球的重力势能的变化是和重力做功相伴随的。本节课我们在初中学习的基础上将更深入的去研究重力势能，当然在研究重力势能之前我们首先一起探究重力做功的特点。 活动2【活动】新 课 讲 解 启 导 互 动 、 主 题 探 究一．重力做功特点 情景导入：幼儿园小朋友从滑梯上沿不同的路径滑回到地面。 思考： 小朋友沿不同的路径都能回到地面，若滑梯的高度为h,则在滑到地面的过程中，重力对小朋友做功是否相同？ 情景：小球分别沿三种不同路径从A点下滑到B点。 【探究一】图甲，小球沿直线从A点下落到B点，则重力做的功是多少？ 答：WG = mgh = mg(h1-h2) 【探究二】图乙，小球下落同样高度沿斜面A点下滑到B点，重力做的功又是多少？ 答：WG = mgl·cos（90°-θ） =mgh = mg(h1-h2) 活动3【活动】新 课 讲 解 启 导 互 动 、 主 题 探 究【探究三】图丙，小球下落同样高度沿一条任意曲面从A点下滑到B点，重力做的功又是多少? 教师引导： WG = mg（△h1+△h2+…+△hn） = mgh=mg(h1-h2) 总结： 重力做功的特点：重力做功与物体运动的路径无关，只跟它的初、末位置高度差有关。 WG = mgh = mg(h1-h2) = mgh1-mgh2 由上面的式子可以看出：左边是重力做的功，右边是某个物理量的变化值，我们把“mgh”表示为重力势能。 二、重力势能 1．重力势能的表达式：EP=mgh 注意： ⑴．重力势能是标量，其单位是J。 ⑵．h：物体的高度 思考： （1）对于某一物体来说是不是越高重力势能越大？ （2）人从五楼上摔下来通常都会有危险，但小明从五楼窗台上跳下来却平安无事，为什么？ 总结： 高度是相对的。我们只有确定了某一水平面的高度为零（参考平面），才能说某个物体的高度，也才能确定某个物体的重力势能，就象右图的小球一样，如果以二楼的地面为参考平面，A 球就具有正的重力势能而一楼的B球的重力势能则为负值。所以我们常说的每个物体的重力势能势能也是相对于某个参考平面而言的。 2．重力势能具有相对性 ------通常选择地面为零势能面。 活动4【讲授】新 课 讲 解 启 导 互 动 、 主 题 探 究教师讲解： 虽然高度具有相对性，但高度差△h (=h1-h2)是绝对的，也就是说物体下降的高度是绝对的，这个与我们选择的参考平面是没有关系的。同时也决定了势能的变化值（差值）与参考平面选择无关。 3．重力势能是系统所共有的 由于重力是地球和物体之间的相互作用力，所以严格的说，我们通常所说的某个物体的重力势能应该是属于地球和物体所组成的这个系统所共有的，而不是这个物体所单独具有的。平常所说某个物体的重力势能，只是一种习惯简化的说法。 三、重力做功与重力势能变化的关系 参考 平面 Ep1 Ep2 Ep1-Ep2 WG 地面 20J 0 20J 20J 桌面 12J -8J 20J 20J 引导学生分析数据、得出结论： ² 重力势能具有相对性 ² 重力势能的变化与参考平面的选择无关 ² WG＝Ep1－Ep2 引导学生利用前面已推公式进行进一步的推导： WG = mgh = mg(h1-h2) = mgh1-mgh2 = EP1- EP2 = -（EP2- EP1）= -△EP WG = -△EP 即：重力对物体做正功，物体的重力势能减少；重力对物体做负功，物体的重力势能增加。 【例题1】如图所示，表示一个斜抛物体的运动，在空中达到的最高点2的高度为h。 （1） 物体由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能增加了多少？ （2） 物体由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？物体的重力势能减少了多少？ （3） 物体由位置1运动到位置3时，重力做了多少功？物体的重力势能变化了多少？ 【例题2】关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是(ABD) A．当只有重力对物体做功，且重力对物体做正功的过程，物体的重力势能一定减少 B．物体克服重力做功的过程，物体的重力势能一定增 加 C．地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值 D．重力做物体所做功的多少与参考平面的选取无关 【例题3】如图所示，一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是（BD） A．沿AB面重力做功多 B．沿两个面重力做的功相同 C．沿AB面重力势能减少的较多 D．沿两个面重力势能的减少量相同 【例题4】质量是50kg的人沿着长150 m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？(g取10m／s2) 活动6【活动】课 堂 小 结 1．重力做功特点 2．重力势能 3．重力做功与重力势能变化的关系 4.重力势能 课时设计 课堂实录4.重力势能 1第一学时 教学活动 活动1【导入】实 验 引 入【演示实验】 在一个透明的玻璃容器内装上沙子，用一个铁球从空中释放，观察铁球落在沙子中的情况． 分析： 沙子表面被砸了个坑，说明下落的铁球对沙子做了功。铁球能对沙子做功说明在空中的小球具有能量。 问题一：被举高的小球具有什么能？ 问题二：由初中已学知识知道，重力势能的大小与哪些因素有关： 问题三：小球在下落过程中，重力对它做什么功？小球下落过程中，它的重力势能和动能之间是如何转化的？ 总结：被举高的小球具有重力势能，小球的重力势能大小与小球的质量以及小球的高度有关。在下落的过程中，重力对小球做正功，小球的重力势能在减小动能在增加，也就是说小球的重力势能的变化是和重力做功相伴随的。本节课我们在初中学习的基础上将更深入的去研究重力势能，当然在研究重力势能之前我们首先一起探究重力做功的特点。 活动2【活动】新 课 讲 解 启 导 互 动 、 主 题 探 究一．重力做功特点 情景导入：幼儿园小朋友从滑梯上沿不同的路径滑回到地面。 思考： 小朋友沿不同的路径都能回到地面，若滑梯的高度为h,则在滑到地面的过程中，重力对小朋友做功是否相同？ 情景：小球分别沿三种不同路径从A点下滑到B点。 【探究一】图甲，小球沿直线从A点下落到B点，则重力做的功是多少？ 答：WG = mgh = mg(h1-h2) 【探究二】图乙，小球下落同样高度沿斜面A点下滑到B点，重力做的功又是多少？ 答：WG = mgl·cos（90°-θ） =mgh = mg(h1-h2) 活动3【活动】新 课 讲 解 启 导 互 动 、 主 题 探 究【探究三】图丙，小球下落同样高度沿一条任意曲面从A点下滑到B点，重力做的功又是多少? 教师引导： WG = mg（△h1+△h2+…+△hn） = mgh=mg(h1-h2) 总结： 重力做功的特点：重力做功与物体运动的路径无关，只跟它的初、末位置高度差有关。 WG = mgh = mg(h1-h2) = mgh1-mgh2 由上面的式子可以看出：左边是重力做的功，右边是某个物理量的变化值，我们把“mgh”表示为重力势能。 二、重力势能 1．重力势能的表达式：EP=mgh 注意： ⑴．重力势能是标量，其单位是J。 ⑵．h：物体的高度 思考： （1）对于某一物体来说是不是越高重力势能越大？ （2）人从五楼上摔下来通常都会有危险，但小明从五楼窗台上跳下来却平安无事，为什么？ 总结： 高度是相对的。我们只有确定了某一水平面的高度为零（参考平面），才能说某个物体的高度，也才能确定某个物体的重力势能，就象右图的小球一样，如果以二楼的地面为参考平面，A 球就具有正的重力势能而一楼的B球的重力势能则为负值。所以我们常说的每个物体的重力势能势能也是相对于某个参考平面而言的。 2．重力势能具有相对性 ------通常选择地面为零势能面。 活动4【讲授】新 课 讲 解 启 导 互 动 、 主 题 探 究教师讲解： 虽然高度具有相对性，但高度差△h (=h1-h2)是绝对的，也就是说物体下降的高度是绝对的，这个与我们选择的参考平面是没有关系的。同时也决定了势能的变化值（差值）与参考平面选择无关。 3．重力势能是系统所共有的 由于重力是地球和物体之间的相互作用力，所以严格的说，我们通常所说的某个物体的重力势能应该是属于地球和物体所组成的这个系统所共有的，而不是这个物体所单独具有的。平常所说某个物体的重力势能，只是一种习惯简化的说法。 三、重力做功与重力势能变化的关系 参考 平面 Ep1 Ep2 Ep1-Ep2 WG 地面 20J 0 20J 20J 桌面 12J -8J 20J 20J 引导学生分析数据、得出结论： ² 重力势能具有相对性 ² 重力势能的变化与参考平面的选择无关 ² WG＝Ep1－Ep2 引导学生利用前面已推公式进行进一步的推导： WG = mgh = mg(h1-h2) = mgh1-mgh2 = EP1- EP2 = -（EP2- EP1）= -△EP WG = -△EP 即：重力对物体做正功，物体的重力势能减少；重力对物体做负功，物体的重力势能增加。 【例题1】如图所示，表示一个斜抛物体的运动，在空中达到的最高点2的高度为h。 （1） 物体由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能增加了多少？ （2） 物体由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？物体的重力势能减少了多少？ （3） 物体由位置1运动到位置3时，重力做了多少功？物体的重力势能变化了多少？ 【例题2】关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是(ABD) A．当只有重力对物体做功，且重力对物体做正功的过程，物体的重力势能一定减少 B．物体克服重力做功的过程，物体的重力势能一定增 加 C．地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值 D．重力做物体所做功的多少与参考平面的选取无关 【例题3】如图所示，一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是（BD） A．沿AB面重力做功多 B．沿两个面重力做的功相同 C．沿AB面重力势能减少的较多 D．沿两个面重力势能的减少量相同 【例题4】质量是50kg的人沿着长150 m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力势能增加了多少？(g取10m／s2) 活动6【活动】课 堂 小 结 1．重力做功特点 2．重力势能 3．重力做功与重力势能变化的关系 高正志 评论
Tags：重力,势能,教案
|
21世纪教育网，教育资讯交流平台
