1、重力势能一、教学目标1知识目标：（1）知道重力势能的定义（2）理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳（3）理解重力做功与重力势能的关系（4）知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义（5）了解弹性势能，知道弹簧的弹性势能的决定因素2能力目标（1）据重力做功的特点，推导重力势能的表达式（2）从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象3创新教育通过对位能的解释，能定性地解释有关势能的问题：如分子势能等4德育目标注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养自然规律的兴趣。二、教学过程与处理1教材分析：本节课是机械能中很重要的一节课，是机械能中一个重要部分，也是学好机械能守
2、恒定律的重要基础。让学生明确势能的产生和变化与保守力做功的关系。也是研究功能关系的重要方法。通过对势能概念的讲解，使学生掌握研究势能的方法：即势能的变化和保守力做功有关。2学生分析：在初中时学生已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的解决重力势能。学生们已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性做功来判断弹性势能的变化。3处理方法：这节课理论性很强，所以通过设置空白点来促进学生理解4创新点、德育点、空白点（1）创新点通过重力势能的研究，学会势能的研究方法。（2）德育点透过现象看本质。（3）空白点由重力做功得出重力势能的变化重力势能的相对性重力势能变化的绝对性
3、三、教具选择与使用目的1教具：弹簧振子、课件2目的：弹簧振子用来研究弹性势能；课件用来给出信息和总结结论。四、教学过程1课前准备制作课件、准备教具（先自己练几次） ；让学生预习。2引导目标 激情入境用课件放一段玻璃瓶自由落体摔碎的镜头。提问：玻璃杯能摔碎，能量从何而来？（提出问题、引起思考、激发兴趣）3创造条件 主动参与让学生用自己的课本（不同质量）做如下试验1）同一课本从不同高度下落，下落到自己手上，感觉做功。2）不同质量课本从同一高度落下，落在自己手上，感觉做功。然后自己总结结论。（给大约五分钟时间，让学生做试验，总结）学生自己会得到如下结论：做功与高度有关做功与质量有关（用课件总结。 ）
4、提出问题，能量从哪里来呢？是重力势能转化来的。可见重力势能和质量、高度有关系。用课件给出重力势能的公式 Ep=mgh .4学生研究、合作交流（1）空白点一：研究重力做功与重力势能的关系。提示：从做功角度考虑（给学生几分钟时间） 。课件给出结论：重力做了多少功，重力势能就减少多少；重力做负功，重力势能就增加多少。（2）空白点二：重力势能的相对性。提示：高度只是相对性的，同一座 50 米长度的电视塔，建在山谷和山顶，我们说那座高， （学生说山顶高）此时给出结论，这是我们是相对地面说的。（学生讨论、研究、总结）提问学生总结。课件给出结论：由于高度有相对性，而势能和高度有关，所以重力势能也有相对性，在
5、描述重力势能要先确定参考平面。（）空白点三：重力势能变化的绝对性。假设锁头的质量是，从讲桌上面的高处落到讲桌下面高，重力势能变化多少？（分别以地面、讲桌面、天花板为参考平面）学生讨论总结之后会得到变化为。与参考面无关。教师总结：重力势能变化只与重力做功有关，与参考面无关。（）空白点四：研究弹力做功和弹性势能关系。用弹簧振子演示，让学生观察，总结弹力做功和弹性势能变化的关系。（以上空白点的结论均用课件显示出来）反思小结找几名同学总结本节课的理论内容，着重指出研究重力势能的方法。创新性应用质量为的石块从高的空中落下，减少的势能有生热，问可使质量为的水升温多少度？巩固练习册习题。五、研究性作业定性给
6、出分子间作用力的概念。让学生讨论如何研究分子势能。六、板书设计1、重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量重力势能的表达公式重力做功与重力势能的关系物体下落 物体上升 2、重力势能具有相对性确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。重力势能的变化与参考平面选择无关。3、弹性势能7.5 重力势能教学目标：1.知道重力势能的定义，知道重力势能与什么因素有关。2.理解重力势能的概念，会用重力势的定义进行计算。3.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关 。4.知道重力势能的相对性。5.了解弹性势能。6.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；7.学会从功和能的关系上解释和分析物理形
7、象。教学重点：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。教学难点：2.重力势能的系统性和相对性教学方法：实验观察法、分析归纳法、讲练法教学过程：教师：打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥打进地里，为什么？学生：因为重锤具有重力势能。教师：那么什么是重力势能？学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。演示实验：在一个透明的玻璃容器内装上沙子。实验一：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。实验二：用大小不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。学生回答观察的现象：在实验一中：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。在实验二中：质量大的铁球落在沙子中的深
8、度越大。教师：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。引入：那么，怎样定量地表示重力势能呢？（一）重力势能：1、教师举例：把一个质量为 m 的物体竖直向上抛出，在它上升和下落的过程中，重力分别做什么功？重力势能如何变化？学生：上升过程中，物体克服重力做功（重力做负功） ，物体的重力势能增大；下落过程中，重力做正功，重力势能减小。教师：我们前边学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？学生：重力所做的功等于物体的重力势能的变化。有
9、着密切的变化关系。2、上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化，下边我们再来分析一个例子：用投影片出示问题：质量为 m 的物体从高度为 h1的 A 点下落到高度为 h2的 B 点，重力所做的功为多少？学生求解得到：重力所做的功为：W G=mgh=mg(h 1- h2)教师：前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，而我们经过推导又得到重力所做的功等于 mgh 这个量的变化，所以在物理学中就用 mgh 这个式子来表示物体的重力势能。板书：E P=mgh )()/(/)2mh sgkgmJp 上上 上上上上上 上上 上上 推导重力势能的单位： .,1/12上上
10、JNskg重力势能是标量。和动能一样，只有大小，没有方向。例 1：以下说法中，正确的是： (1) 重力势能大的物体，离地面高度大； (2) 重力势能大的物体，所受重力一定大； (3) 重力势能大的物体，质量不一定大； (4) 重力势能大的物体，速度不一定大。例 2：质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是 (1) 木球大； (2) 铜球大； (3) 一样大； (4) 不能比较。 3、据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：教师：我们用 EP1=mgh1来表示物体在初位置的重力势能，用 EP2=mgh2来表示物体在末位置的重力势能，则 WG= EP1 -EP2学生讨论
11、得到：当物体由高处向低处运动时，h 1 h2,WG0 ，E P1EP2当物体由低处向高处运动时，h 1 h2,WG0 ，E P1EP2教师总结：物体由高处下落时，重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。物体由低处上升时，物体克服重力做功（重力做负功时） ，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。4、讨论：如图所示，物体从高为 h1处运动到高为 h2处时，运动的路径有无数条，讨论在这此运动过程中，重力所做的功是否相同。学生：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量 mg(h1- h2)是一定的。教师：由此得到：重力所做功只跟物体
12、的初位置的高度和末位置的高度有关，即与物体的初、末位置的高度差有关，跟物体运动的路径无关。（二）重力势能的相对性教师：有一个物体放在三楼顶，每层楼高 h，则该物体的重力势能为多大？学生：3mgh、mgh、2mgh。教师：同一个物体的重力势能，为什么会有三个不同数值呢？学生：由于所选高度的起点不同而造成的。教师：我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面，第一位同学以一楼地面为参考水平面得到物体的重力势能为 3mgh，第二位同学是以三楼地面为参考平面，则物体的重力势能为 mgh，同理第三位同学是以二楼地面为参考平面，得到的重力势能为 2mgh。板书：参考平面的选取是任意的；选取的参考平不同，物体的重
13、力势能的数值是不同的；通常选地面为参考平面。（三）弹性势能1、演示装置如图所示，将一弹簧压缩不同程度，观察现象。取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象。2、学生叙述实验现象：实验一中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远。实验二中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同的程度时，硬弹簧把木块弹出的远。3、上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状是时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能。板书：发生形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，这种能量叫弹性势能。4、教师：同学们都能举几个物体具有弹性势能的例子吗？学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉
14、弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等。5、教师分析上述各例子中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大。6、教师：现在为止，我们已学过了两种势能：重力势能和弹性势能。对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定，对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：势能也叫位能。势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的。巩固练习：1、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
15、功时，物体的重力势能一定增加；C、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。2、物体在运动过程中，克服重力做功为 50J，则：A、重力做功为 50J；B、物体的重力势能一定增加了 50J；C、物体的动能一定减少 50J；D、重力做了 50J 的负功。3、以 40m/s 的初速度竖直向上抛出一个物体，经过 t 秒后，物体的重力势能是动能的 3 倍，g=10m/s 2，则 t 的大小为：A、2 秒； B、3 秒； C、4 秒； D、5 秒。4、以下叙述中正确的是：A、重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；B、物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；C、
16、重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；D、物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。 5、当重力对物体做功时，物体的：A、重力势能一定增加，动能一定减少B、重力势能一定减少，动能一定增加C、重力势能不一定减少，动能一定增加D、重力势能一定减少，动能不一定增加预习练习：思考：1.什么是重力势能？重力势能与哪些因素有关？2.重力做功和重力势能的关系是什么？3.势能除了有重力势能，还有 ，它与什么因素有关？1、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、地球上物体一个物体的重力势能都有一
17、个确定值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。2、物体在运动过程中，克服重力做功为 50J，则：A、重力做功为 50J；B、物体的重力势能一定增加了 50J；C、物体的动能一定减少 50J；D、重力做了 50J 的负功。3、以 40m/s 的初速度竖直向上抛出一个物体，经过 t 秒后，物体的重力势能是动能的 3 倍，g=10m/s 2，则 t 的大小为：A、2 秒； B、3 秒； C、4 秒； D、5 秒。4、以下叙述中正确的是：A、重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；B、物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；C、重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；D、物体没克服重力做功，物
18、体的重力势能不一定为零。5、当重力对物体做功时，物体的：A、重力势能一定增加，动能一定减少B、重力势能一定减少，动能一定增加C、重力势能不一定减少，动能一定增加D、重力势能一定减少，动能不一定增加1.能根据重力势能的概念判断有关物体的重力势能： 例：以下说法中，正确的是： (1) 重力势能大的物体，离地面高度大； (2) 重力势能大的物体，所受重力一定大； (3) 重力势能大的物体，质量不一定大； (4) 重力势能大的物体，速度不一定大。 2.能根据重力势能公式判断，比较物体重力势能的大小。 例：质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是 (1) 木球大； (2) 铜球大； (3) 一样大； (4) 不能比较。 3.由重力功与重力势能变化的关系，推断、分析有关物理量。例：以下叙述中正确的是：(1) 重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；(2) 物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；(3) 重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零；(4) 物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。
