高中物理重力勢能教案設(shè)計
重力勢能(gravitational potential energy)是物體因為重力作用而擁有的能量。接下來是小編為大家整理的高中物理重力勢能教案設(shè)計，希望大家喜歡!
高中物理重力勢能教案設(shè)計一
教材分析：
本節(jié)教材首先提出重力勢能的基本定義，指出物體由于被舉高而具有的能為重力勢能，接著引出在物體被舉高的過程中，伴隨著重力做功，然后通過分析重力做功與路徑無關(guān)的特點，推導(dǎo)得出重力勢能的表達(dá)式。最后教材又安排了重力勢能的相對性以及重力勢能是與地球系統(tǒng)共有的特點這部分知識，以便完善和加深學(xué)生對重力勢能的理解。
新教材在知識安排上與老教材相比有很大不同。老教材在給出“功是能量變化的量度”這一結(jié)論后探究重力做功與重力勢能的變化關(guān)系，從而引出重力勢能。而新教材對這一思想的引入采用的是逐漸滲透的方式。在對生活中生動實例的定性分析以后，引入重力做功，給出重力勢能的表達(dá)形式，讓學(xué)生在階梯式的學(xué)習(xí)中自己尋找“功與能量”的關(guān)系。提升了學(xué)生對物理知識的興趣，鍛煉了學(xué)生的物理思維能力。
學(xué)生分析：
高一學(xué)生對事物的認(rèn)知還停留在具體的形象思維上，抽象的邏輯思維的建立還需要時間。所以在教學(xué)中我們要借助圖片視頻等直觀手段逐漸引入抽象的物理概念。
重力勢能是學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過的，但當(dāng)時只停留在定性的分析上。新課應(yīng)注意對知識從定性到定量的轉(zhuǎn)化。
教學(xué)目標(biāo)分析：
知識目標(biāo)
理解重力勢能的概念，會用重力勢能的表達(dá)式計算。
會推導(dǎo)重力做功與重力勢能的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。
知道重力勢能的相對性。
技能目標(biāo)
根據(jù)功能關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式
學(xué)會從功能關(guān)系上解釋和分析物理現(xiàn)象。
情感目標(biāo)
滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的解釋，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。滲透社會公德教育，讓學(xué)生認(rèn)識到高空拋物的危害。
教學(xué)重點：
重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系。
教學(xué)難點
重力做功與路徑無關(guān)及重力勢能的相對性。
教具準(zhǔn)備：
Ppt課件，裝沙的小桶，大小質(zhì)量各異的3個小球
教學(xué)過程設(shè)計
步驟 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計目的 新課引入 情景引入：
故事引入：在荒蕪的海島上，饑餓的小猴撿到了一個核桃，請同學(xué)們幫小猴想想，要怎樣才能把核桃打開。
情景引入：紛飛的雪花一直是大家的最愛。我們愛它的白愛它的軟，但是有時就是這看似溫柔柔軟的皚皚白雪卻給我們帶來滅頂之災(zāi)?！@就是雪崩。(出示幻燈片圖片)
提問：為什么漂亮柔軟的雪具有如此大的破壞力呢?是因為它具有潛在的能量，一有機會它就會把能量釋放出來。我們把這種能量叫做重力勢能。
定義：地球上的物體由于處于一定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢能。?用EP表示。
學(xué)生可能的答案：用石頭砸開;把核桃摔開等。 讓學(xué)生從生活實際中感受重力勢能的存在，以及這種能量的普遍存在。 新課教學(xué) 重力做功
提問：我們知道物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。那么重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)呢?也就是什么樣的物體具有較大的重力勢能呢?大家可以根據(jù)自己的生活實際，大膽的做出猜測，并說說你的理由。
實驗定性驗證：(教師演示)
將大小相同，裝有相同水的瓶子從不同高度下落，使其穿過蒙有不同數(shù)量報紙的空桶，觀察兩個瓶子能穿透的報紙的數(shù)量。
將大小相同，裝有不同水的瓶子從相同高度下落，使其穿進(jìn)蒙有不同數(shù)量報紙的空桶，觀察兩個瓶子能穿透的報紙的數(shù)量。
師：那么我們可不可以通過重力做功來尋找一下重力勢能的具體表達(dá)式呢?請同學(xué)們計算一下三種情況下重力所做的功。
質(zhì)量5kg的物體自由下落10米
質(zhì)量5kg的物體從高10米傾角30度的斜面滑到斜面底端
質(zhì)量為5kg的物體從高10米的不規(guī)則斜面下滑到底端
師：同學(xué)們觀察上面三種情況下重力所做的功，發(fā)現(xiàn)他們有什么共同點和什么不同點嗎?
師：通過上述的計算，我們可以得到這樣一個結(jié)論：
物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關(guān)，而與物體運動路徑無關(guān)。
即：WG=mgh1—mgh2
重力勢能
從上式大家可以看出，mgh這樣一個物理量它即與重力mg有關(guān)，又與物體所處的位置h有關(guān)，并且mgh隨高度的增加而增大，隨質(zhì)量的增加而增大，符合我們對重力勢能的猜測。因此，我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能，常用Ep表示，即
Ep=mgh
1、重力做功與重力勢能的變化 WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2
重力做功WG
(正、負(fù))
重力勢能Ep
(增加、減少)
重力做功和重力勢能變化的關(guān)系
物體上升
負(fù)
增加
物體克服重力做的功等于重力勢能的增加
物體下落
正
減少
重力做的功等于重力勢能的減少
2.重力勢能的相對性
師：請同學(xué)們討論一下，將質(zhì)量是2kg的小球放在2樓的地面上，該球的重力勢能是多少?一直g取10米每二次方秒，每層樓高3米。
師：大家得到的答案不同，主要原因是大家選擇的高度起點不同，也就是我們所說的參考平面不同。
從大家的計算可以看出，如果不選擇參考平面，重力勢能的值也是不確定的。所以選擇參考平面應(yīng)該是我們確定重力勢能的第一步。
確定重力勢能的方法：
選擇參考平面——高度為0的面，也即重力勢能為0的面。
在參考平面上方的物體高度為正值，重力勢能也是正值;
在參考平面下方的物體高度為負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值。+、-表示重力勢能的大小。
參考平面的選取是任意的，一般從研究問題的方便出發(fā)來選擇，很多時候我們選地面為參考平面。
例題：如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h(yuǎn)2=0.8m.請按要求填寫下表.(g=9.8m/s )
參考平面
小球在A點重力勢能
高中物理重力勢能教案設(shè)計二
教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo) 1、理解重力勢能的概念，會用重力勢的定義進(jìn)行計算。
2、理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān) 。
3、知道重力勢能的相對性。 能力目標(biāo) 1、根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式;
2、學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象。 德育目標(biāo) 滲透從對生活中有關(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 重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系。 教學(xué)難點 重力勢能的系統(tǒng)性和相對性 課程類型 新授課 教學(xué)方法 實驗觀察法、分析歸納法、講練法 教學(xué)用具 ppt課件，電子教鞭 課時安排 1課時
教 學(xué) 步 驟
導(dǎo)入新課 曾經(jīng)讀過一篇文章，叫做《汕頭的雪》，汕頭也會下雪嗎?
汕頭也會下雪，與眾不同的雪——木棉棉絮。南方的人，對北方的雪總有一些期待，我也不例外。
有哪些同學(xué)見過北方的雪嗎?
潔白無垠的雪，總讓人浮想聯(lián)翩，也讓人向往，但是，令人想不到的是，它也具有驚人的破壞力：
例1：2002年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成100人失蹤(附圖片)
例2：四川丹巴亞丁雪崩(附圖片)
如此美麗的雪花，怎么會有這么大的破壞力?雪崩為什么會有這么大的能量?
浩瀚夜空，點點繁星，當(dāng)我們在欣賞璀璨星空的時候，絕不會想象到它們也會給地球帶來巨大的傷害：
美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑，5萬年前，一顆直徑約為30～50m的鐵質(zhì)流星撞擊地面，它的爆炸力超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個大坑，據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。(附圖片)
隕石為何具有這么大的能量?這些能量與什么因素有關(guān)?
雪崩和隕石都有一個特點，具有一定的高度。
學(xué)習(xí)了中學(xué)物理后，我們知道物體由于被舉高而具有的能量就叫做重力勢能，物體的重力勢能的大小與什么因素有關(guān)呢?
小實驗(視頻)：
實驗一：相同質(zhì)量的小球，從不同高度下落。
實驗二：不同質(zhì)量的物體，從同一高度下落。
學(xué)生觀察后得出結(jié)論：
實驗一：質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大。
實驗二：高度一定時，質(zhì)量越大，重力勢能越大。
要研究重力勢能，就不能脫離對重力做功的研究 新課教學(xué) 一、重力做功
討論小球豎直下落，重力所做的功
物體由A運動到B，重力做功mgh
討論小球沿斜線下落，重力所做的功
物體由A運動到B，重力做功mgh
3、討論小球沿曲線下落，重力所做的功
物體由A運動到B，重力做功mgh
綜合以上三種情況，可以得到結(jié)論：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)。
即 WG =mgh1- mgh2
二、重力勢能：
結(jié)合功和能的關(guān)系，我們可以分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，并且經(jīng)過推導(dǎo)又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學(xué)中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能。
重力勢能：物體憑借其高度而具有的能量 EP=mgh
1、重力做功與重力勢能的變化 WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2
重力做功WG
(正、負(fù))
重力勢能Ep
(增加、減少)
重力做功和重力勢能變化的關(guān)系
物體上升
負(fù)
增加
物體克服重力做的功等于重力勢能的增加
物體下落
正
減少
重力做的功等于重力勢能的減少
【練習(xí)】
一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落， 碰撞地面后彈起， 每次彈起的高度比下落高度低1m， 求：小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?重力勢能如何變化? (g=9.8m/s )
解略 新課教學(xué) 討論課本P60中的“說一說”。
2、確定重力勢能的大小
學(xué)生分組討論：一棟三層高的樓房，每層的高度3m，將一個質(zhì)量為5kg的小球放在三樓陽臺的欄桿上，欄桿的高度是1m，求小球的重力勢能。( g=9.8m/s2 )
不同學(xué)生得到的重力勢能數(shù)值可能不同。
這是由于所選高度的起點不同而造成的。
我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面
確定重力勢能的方法：
①先選定參考平面(0勢能面)
?、谠趨⒖济嫔戏降奈矬w的高度是正值，重力勢能也是正值;
高中物理重力勢能教案設(shè)計三
教材分析
【本課在教材中的地位】
本節(jié)課是人民教育出版社出版的《物理 2》(必修)中，第7章第4節(jié)“重力勢能”中的內(nèi)容?！爸亓菽堋笔窍鹿?jié)“機械能守恒定律”的知識基礎(chǔ)，是本章的一個重要知識點。本節(jié)進(jìn)述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關(guān)系。由于與動能定理的表述不一致，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)時最好能結(jié)合一些實例，從功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開學(xué)生的困惑，為下節(jié)講機械能守恒定律及能量轉(zhuǎn)化和守恒定律做好準(zhǔn)備。 學(xué)情分析 1.高一學(xué)生認(rèn)識事物的特點是：開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片、視頻畫面來支持。
2.學(xué)生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段要定量的學(xué)習(xí)重力勢能及體驗建立過程。
3.學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計算方法。通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化。
設(shè)計思想 首先，引入重力勢能概念時著重體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的基本概念，通過一些自生活實例，讓學(xué)生體驗到高處物理具有潛在的能力——重力勢能。通過實驗，體驗重力勢能與哪些因素有關(guān)，引導(dǎo)得出重力勢能的公式。
接著，以例題計算引出高度具有相對性。重力勢能與高度有關(guān)，在研究重力勢能時應(yīng)選取參考平面或零勢能面。在零勢能上，物體的重力勢能為零，解釋重力勢能“+” “—”號的含義。
其次，在掌握了勢能零點的基礎(chǔ)上，通過一道分組計算，發(fā)現(xiàn)，選取不同的是勢能平面，計算得出的重力做功的大小是一樣的，從而得出結(jié)論：選擇不同的參考平面，物體在兩個不同位置之間勢能的差值是確定的，并不隨參考平面的改變而改變，即重力做功具有絕對性
最后，通過例題，引導(dǎo)學(xué)生得出重力勢能與重力勢能變化的關(guān)系。推出的WG = mgh初 – mgh末，得出結(jié)論，正功勢能減少，負(fù)功勢能增加。
教學(xué)目標(biāo) [知識目標(biāo)]
1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計算.
2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系。?
3.知道重力勢能的相對性.?
[能力目標(biāo)]
通過回憶前面的知識，為新的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ);
結(jié)合已有工具，配合教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生自己推導(dǎo)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)新的學(xué)習(xí);
過程中配合練習(xí)，加深學(xué)生對公式、結(jié)論的理解和應(yīng)用，同時發(fā)現(xiàn)新的知識
[情感目標(biāo)]
1.本節(jié)課重點培養(yǎng)學(xué)生，運用已有知識解決當(dāng)前問題的能力，通過教師的鋪設(shè)、引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力，了解物理的研究過程，對物理產(chǎn)生更大的興趣。
2.滲透社會公德教育：預(yù)防高空墜物的危險 教學(xué)重點 重力勢能的的概念及重力做功跟重力勢能改變的關(guān)系。 教學(xué)難點 重力勢能的相對性、重力勢能變化的絕對性。
教學(xué)方法
實驗觀察法、分析歸納法、講授法 教學(xué)流程 教具準(zhǔn)備 PPT課件、電子教鞭、標(biāo)有刻度的塑料管(每個刻度4厘米)、兩個質(zhì)量和大小不相同的沙袋、裝有沙子的瓶子、固定在筷子上的泡沫片、
教學(xué)時間 40分鐘 教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 時間 引入新課 播放雪崩視頻?
提問：為什么圣潔漂亮的雪一旦形成雪崩，就會有如此大的破壞力?
這種能量是什么能量?那么它的能量是從哪里來的?為了能理解以上問題這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容——重力勢能(板書) 學(xué)生回答
聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生的興趣，引發(fā)學(xué)生思考。
帶著問題引入新課
3分鐘 展示目標(biāo) 1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計算。(重點)
2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系。(重點)
3.知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。(難點)
聽教師解讀，并記錄 讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo) 1分鐘
進(jìn)行新課
一、重力勢能 1.重力勢能
什么是重力勢能?閱讀課本。從而引出重力勢能的定義
重力勢能：物體處于一定的高度具有的能量叫重力勢能。 用EP表示。
并提出問題：影響重力勢能的因素有哪些呢?
學(xué)生思考討論交流進(jìn)行分析得出定義
猜想與假設(shè) 通過對運動實例的觀察與分析。 2分鐘 2、重力勢能大小
演示實驗【提供實驗器材：標(biāo)有刻度的塑料管(每個刻度4厘米)、兩個質(zhì)量和大小不相同的沙袋、裝有沙子的瓶子、固定在筷子上的泡沫片】
在一個透明的塑料瓶子內(nèi)裝上沙子。
實驗一：將同一個沙袋從不同的高度釋放，觀察泡沫片在沙子中下陷的深度。
實驗二：用大小不同的兩個沙袋從同高一度釋放，觀察泡沫片在沙子中下陷的深度。
學(xué)生回答觀察的現(xiàn)象：沙袋的釋放高度越大，泡沫片在沙子中下陷的深度越大。沙袋的質(zhì)量越大泡沫片在沙子中下陷的深度越大。
歸納上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能就越大。
物理學(xué)中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能.?
(板書)：重力勢能公式：EP=mgh
3. 重力勢能的單位是焦耳。
4. 重力勢能是標(biāo)量
5.相對性(板書)
例題：
一個質(zhì)量為10kg的投影儀，把它吊在一張高1m的桌面上空2m處，這個投影儀是否具有重力勢能呢?此投影儀的重力勢能是多少呢?(取g=10m/s2)
重力勢能與參考平面的選擇有關(guān)，其數(shù)值由參考平面的改變而改變
(板書)
上方
參考平面
下方
計算重力勢能之前需要先選定參考平面。
例： 如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h(yuǎn)2=0.8m.請按要求填寫下表.(g=10m/s2)
結(jié)論：
選取不同的參考平面，物體的重力勢能的數(shù)值不同
重力做功的多少和重力勢能的變化與參考面的選擇無關(guān)
學(xué)生回答觀察的現(xiàn)象：沙袋的釋放高度越大，在泡沫片在沙子中下陷的深度越大。質(zhì)量大的泡沫片在沙子中下陷的深度越大
動手計算，讓兩個同學(xué)上講臺把答案寫出
認(rèn)真聽講并記錄筆記
認(rèn)真做筆記
思考、動手計算
訓(xùn)練學(xué)生的觀察及總結(jié)歸納能力
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)與致用的能力
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