沪科版高一物理下册《重力势能》教案.docx
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1、沪科版高一物理下册重力势能教案高一物理重力势能复习学案 高一物理重力势能复习学案第四节重力势能(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,你为什么胆怯,急于要躲开呢?(物体由于被举高而具有重力势能。)问题2:怎么样相识重力势能呢?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改变)功与能是两个亲密联系的物理量。物体的高度发生改变,重力势能发生改变,重力要做功。我们相识重力势能,不能脱离重力做功的探讨。(二)进行新课本节课就从重力做功的探讨入手,来相识重力势能。1、重力做功依据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种状
2、况中小球由A到B过程中重力所做的功。甲AABB乙h1h2hABhh2h1丙A1A2A3h1h2h3 过程甲、乙结果为:Wmg=mgh=mgh1-mgh2过程丙:物体沿随意路径向下运动状况,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,引发学生思索并逐步进行分析计算。(1)物体沿曲线运动,就已有的学问,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状况?(物体沿直线运动过程重力做功,可以依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,可不行以变曲为直呢,怎么变?(将整个路径分成很多很短的间隔)(4)怎么样来进一步计
3、算重力的做功?(W=W1+W2+W3+)这一过程中,老师听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题。依据上面的分析,归纳总结出解决问题的方法是:把整个路径分成很多很短的间隔;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当与那些量有关?假如轻重
4、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?分析出重力势能应当与重力、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,视察重力mg与所处位置的高度h的乘积“mgh”看出,(1)与重力做功亲密相关;(2)随高度改变而改变,恰与势能的基本特征一样。这是一个具有特别意义的物理量。(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。h1h2h12(4)单位:1J=1k
5、gm/s2m=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、重力势能的改变和重力做功的关系问题1:定性分析上图中小球从12和从21过程中,重力做功状况,重力势能改变状况?问题2:定量分析重力势能的改变和重力做功的关系?结合上面的详细数值,计算重力势能的改变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。重力势能的改变表示为:EP=EP2-EP1则:Wmg=-(EP2-EP1)=-EP问题3:小球沿光滑斜面下滑究竟端,计算重力做
6、功。问题4:重力势能的改变量。假如斜面粗糙结果如何?总结:(1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能削减,重力势能削减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)重力势能改变只与重力做功有关,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探讨问题的便利为原则。(3)对选
7、定的参考平面而言:上方:h0,EP0;下方:h0,EP0,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始终在讲某物体的重力势能,是不是精确呢?由重力做功与重力势能的关系、重力的产生看,假如没有地球,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,不是物体单独全部的,通常说某物体的重力势能是多少,只是一种简化的说法。 高一物理7.5、重力势能教案59 7.5、重力势能一、教学目的:1理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算2理解重力势能的改变和重力做功的关系知道重力做功与路径无关3知道重力势能的相对性4了解弹性势能二、重点
8、难点:1.重力势能以及重力势能的改变与重力做功的关系.2.理解重力势能的相对性.三、教学方法:演示试验、分析推理、讲授探讨.四、教具:轻重不同的重锤一个、木桩、沙箱、橡皮筋.五、教学过程:(一).引入新课:大家知道水力发电站是利用水来发电的,水是利用什么能来发电的呢?学习这节课后,我们将会了解这个问题。通过前面对功和能的关系的学习,我们知道怎样推断一个物体具有能量:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量。演示重锤从高处落下,把木桩打进沙箱中,说明重锤对木桩做了功,举高的重锤具有能量。我们把重锤由于被学举高而具有的能量叫做重力势能。本节课将学习重力势能的有关学问。(二).进行新课:重力势
9、能的大小与什么因素有关呢?演示试验1:演示由质量不同的重锤从相同高度落下,木桩被打进沙箱的深度不同,引导学生分析得出:质量越大的重锤具有的重力势能越大。演示试验2:演示用同一重锤从不同高度落下,木桩被打进沙箱的深度不同,引导学生得出:重锤高度越大,具有的重力势能越大。怎样定量地表示重力势能呢?把一个物体举高,要克服重力做功,同时物体的重力势能增加。一个物体从高处下落,重力做功,同时重力势力能减小。可见重力势能跟重力做功有亲密关系。如图1所示,设一个质量为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:WG=mgh=mgh1-mgh2我们可以看出WG等于mgh这个量的改变。在
10、物理学中就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能用EP来表示。1重力势能1定义:由于物体被举高而具有的能量。2重力势能的计算式:EP=mgh.即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积。3重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中都是焦耳(J)2对EP=mgh的理解:1式中h应为物体重心的高度。2重力势能具有相对性,是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时,应当明确选取零势面。3重力势能可正可负,在零势面上方重力势能为正值,在零势面下方重力势能为负值。4选取不同的零势面,物体的势能值是不同的,但势能的改变量不会因零势面的不同而不同。例题1:边长为L,质量为m的立方体物体静
11、止放在地面,在其旁边有一高为H的水平桌面,如图2所示.1若选地面为零势点,立方体物体的重力势能为多少?2若选桌椅面为零势点,立方体物体的重力势能为多少?学生先做,老师再讲。解析:1EP=mgL/2.2EP=-mg(H-L/2). 3重力势能的改变和重力做功的关系引导学生进一步分析:图1中,重力做正功,重力势能削减,削减的重力势能转化为物体的动能了。重力势能的改变是否在随意状况下都等于重力所做的功?重力做功有什么特点?探讨1:物体从A点下落到B点过程中,假如受阻力作用,重力做的功与重力势能改变之间的关系是怎样的?物体下落受到阻力,只影响物体动能的改变,不影响重力的功,重力势能的改变只与A、B两点
12、的高度差有关。WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2.物体削减的重力势能等于重力所做的功,但由于要克服阻力做功,削减的重力势能没有全部转化为动能。探讨2:若物体从A点下落到B点后,再平移到与B点等高的C点,重力做的功是多少?重力做功与重力势能之间的关系又如何?如图3所示。物体由B到C过程中重力不做功,重力势能也不改变,因此物体由A运动到C点过程中,重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2.物体削减的重力势能等于重力所做的功。探讨3:若物体是从A点沿斜面滑到与B点等高的C点,上述关系是否成立?设AC之间长为S,且与水平方向成角。重力做功WG=Fssin=mgh1-mgh2由此发觉重
13、力做功与路径无关,只跟初末位置高度有关,物体削减的重力势能仍等于重力所做的功。探讨4:物体从B点分别匀速、加速、减速上升到A点,上述关系又是如何呢?无论物体从B点上升到A点是匀速、加速、减速,重力都做负功,且都等于物体重力与初末位置高度差的乘积。而重力势能都增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功。但这三种状况中,由于所受拉力不同,物体动能的改变量等于合外力的功,动能改变量不相同。师生共同总结出重力势能改变只与重力做的功有关,两者关系如下:当物体由高处运动到低处时,重力做正功,重力势能削减。削减的重力势能等于重力所做的功。当物体由低处运动到高处时,重力做负功,即物体克服重力做功,重力势能增加。
14、增加的重力势能等于克服重力所做的功。引导学生总结出重力做功的特点:4.重力做功的特点:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关,跟物体的运动路径无关。演示试验3:演示张紧的橡皮筋把纸团射出去,说明发生弹性形变的橡皮筋能够做功,因而具有能量-这种能量称为弹性势能。5.弹性势能:发生弹性形变的物体,在复原原状时能够对外界做功,我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。引导学生举些具有弹性势能物体的实例。如张紧的弓、卷紧的发条、位伸或压缩的弹簧、击球时的网球拍等都具有弹性势能。初步了解弹簧所具有弹性势能的大小与什么因素有关。分析:弹簧被拉伸或压缩的长度越大,复原原状时对外做的功就越多,
15、弹簧的弹性势能就越大。弹簧的弹性势能不跟弹簧的劲度有关,被拉伸或压缩的长度相同时,劲度越大的弹簧弹性势能越大。重力势能和弹性势能是由相互作用物体的相对位置确定的,所以势能又叫位能。今后还将学习其它形式的势能。例题2:沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面对上拉同一物体到顶端,以下说法中正确的是:A沿着坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多;B沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多;C沿长度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多;D上述几种状况重力做功同样多。学生先做,老师再评讲。正确答案为D。(三)、课堂小结:1.重力势能:由于物体被举高而具有的能量;重力势能的计算式:EP=
16、mgh.,即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积;重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中都是焦耳。2.重力做功的特点:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关,跟物体的运动路径无关。3.弹性势能:发生弹性形变的物体,在复原原状时能够对外界做功,我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。(四)、课外作业:1.复习归纳本节课内容。2.思索课本练习四第(1)、(3)题。3.把练习四第(2)、(4)、(5)题做在作业本上。 高一物理重力势能教学设计58 7.5重力势能一、素养教化目标(一)学问教学点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
17、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确定因素。(二)实力训练点1据重力做功的特点,推导重力势能的表达方式。2从能的转化角度和功能关系来说明和分析物理现象(三)德育渗透点1培育酷爱科学,崇尚科学的品质2留意视察和分析生活中的有关的物理现象,激发和培育探究自然规律的爱好。(四)美育渗透点让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美,严谨的科学美。二、学法引导通过典型事例分析和试验演示来分析探讨,指导学生总结、归纳。三、重点难点疑点及解决方法1重点重力势能大小的确定2难点重力势能的相对性的理解,参
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