2019-2020年高中物理 7.4《重力勢能》教案 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 7.4《重力勢能》教案 新人教版必修2 課 題 ７.4 重力勢能 課 型 新授課（2課時(shí)） 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識與技能 1．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)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． 過程與方法 用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親身感受知識的建立過程． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 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(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 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(diǎn) 重力勢能的系統(tǒng)性和相對性． 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 鐵球(大小、質(zhì)量均不同)兩個(gè)、透明玻璃容器、沙子，投影片． 教 學(xué) 活 動 [新課導(dǎo)入] (多媒體投影演示．引發(fā)學(xué)生有意注意，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài))打樁機(jī)的重錘從高處落下，把水泥樁打進(jìn)地里；蘋果自高處下落；飛機(jī)投彈等等． 師：從剛才的畫面中，同學(xué)們想到了什么，從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度分析問題． 生：重錘把水泥樁打進(jìn)地里；蘋果自高處下落；飛機(jī)投下的炸彈等物體下落過程中它們受到的重力對它們做了功．據(jù)功和能的關(guān)系，既然重力做了功，表明這些物體在沒有下落之前具有能．因?yàn)橐粋€(gè)物體能夠?qū)ν庾龉Γ赃@個(gè)物體具有能量． 師：這個(gè)能量與什么因素有關(guān)? 生：與物體所處的高度有關(guān)． 師：由于物體被舉高而使物體具有的能量是什么能? 生：在初中我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能． 師：那么重力勢能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題． [新課教學(xué)] 一、重力的功 師：重力做功與什么因素有關(guān)呢?我們現(xiàn)在就通過幾個(gè)例子來探究一下． (多媒體投影教材上的圖5．4—1、圖5．4—2、圖5．4—3，讓學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)這幾種情況下重力做的功) 師：比較容易做的是哪一個(gè)問題? 生：第一個(gè)和第二個(gè)問題． 師：為什么這兩個(gè)問題容易研究呢? 生：因?yàn)檫@兩個(gè)問題中物體運(yùn)動的路徑是直線，所以在研究重力做功問題上比較容易研究． 師：那么這兩個(gè)問題的答案是什么呢? 生l：第一個(gè)問題中WG＝mg△h=mghl一mgh2． 生2：第二個(gè)問題中WG=mgcosa=mg△h＝mgh1一mgh2；，和第一個(gè)問題中所求出的答案相同． 師：我們大膽猜想一下，第三個(gè)圖中重力做的功和前兩個(gè)是否相等呢? 生：可能是相等的． 師：我們來驗(yàn)證一下我們的猜想，第三個(gè)圖的困難在哪里? 生：力做功的路徑是曲線． 師：我們怎樣突破這個(gè)難點(diǎn)呢? 生1(很為難)：這是力在曲線上做功的情況，不容易研究． 生2：我記得在第二節(jié)學(xué)習(xí)力對物體做功的問題時(shí)曾經(jīng)接觸過有關(guān)變力做功的問題． 師(鼓勵(lì))：說說看，解決的途徑是什么? 生2：曲線問題不容易解決，我們可以把這一條曲線看作由很多小的直線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個(gè)過程中重力做的總功． 師(表揚(yáng))：這個(gè)同學(xué)分析得非常好，根據(jù)這個(gè)同學(xué)的分析方法，第三個(gè)問題的答案應(yīng)該是什么呢? 生：在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同． 師：我們可以得到什么樣的結(jié)論? 生：重力做功與路徑無關(guān)． 師：既然重力做功與路徑無關(guān)，那么它與什么因素有關(guān)呢? 生：與物體的初末位置有關(guān)． 師：具體的表達(dá)式是什么? 生：WG=mgh1一mgh2，其中hl和h2表示物體所處位置的高度． 師：很好，可見物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個(gè)具有特殊意義的物理量. [課堂訓(xùn)練] 1．沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體拉到頂端，以下說法正確的是………………( ) A．沿坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多 B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D．上述幾種情況重力做功同樣多 2．將一物體由A移至B，重力做功 ………………………………………( ) A. 與運(yùn)動過程中是否存在阻力有關(guān) B．與物體沿直線或曲線運(yùn)動有關(guān) C. 與物體是做加速、減速或勻速運(yùn)動有關(guān) D．與物體發(fā)生的位移有關(guān) 參考答案 1．D 解析：重力做功的特點(diǎn)是與運(yùn)動的具體路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只與重力方向上發(fā)生的位移有關(guān)，與物體運(yùn)動所經(jīng)過的路徑，與物體的運(yùn)動狀態(tài)都沒有關(guān)系 二、重力勢能 [實(shí)驗(yàn)與探究] 探究影響小球勢能大小的因素有哪些． 準(zhǔn)備兩個(gè)大小相同的小球：一個(gè)鋼球、一個(gè)木球，再盛一盆細(xì)沙．如圖。5.4—l所示．在沙盆上方同一高度釋放兩個(gè)小球，鋼球的質(zhì)量大，在沙中陷得較深些． 讓鋼球分別從不同的高度落下，鋼球釋放的位置越高，在沙中陷得越深． 請同學(xué)們親自做實(shí)驗(yàn)探究一下重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)． 師：下面大家閱讀教材11～12頁“重力勢能”一段，回答下面幾個(gè)問題． 學(xué)生閱讀課文，可以把問題用多媒體投影到大屏幕上． 師：怎樣定義物體的重力勢能? 生：我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能． 師：為什么可以這樣來進(jìn)行定義? 生：這是因?yàn)閙gh這個(gè)物理量的特殊意義在于它一方面與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度的變化而變化． 師：重力勢能的表達(dá)式是什么?用文字怎樣敘述? 生：Ep=mgh，物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積． 師：重力勢能是矢量還是標(biāo)量? 生：與所有的能量一樣，重力勢能也是標(biāo)量． 師：重力勢能的單位是什么?符號是什么? 生：重力勢能和其他能量一樣，它們的單位和功的單位相同，都是焦耳，符號是J． 師：重力勢能與什么因素有關(guān)?你能否列舉生活中的實(shí)例加以說明? 生：根據(jù)重力勢能的表達(dá)式，重力勢能與物體所受到的重力和物體的相對高度有關(guān)．例如塔吊上吊著的重物比較可怕，但是當(dāng)這個(gè)重物被放下之后就不再可怕了，因?yàn)槲矬w被放下之后重力勢能減少了；再例如樹梢上的樹葉，雖然所處位置比較高，但是由于它受到的重力比較小，所以它雖然比塔吊上的物體可能還高，但是我們并不感覺害怕它． 師：剛才這位同學(xué)分析得非常好．根據(jù)重力勢能的定義式，它和重力做功的表達(dá)式非常相似，么它們之間的關(guān)系是什么呢? 生：當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動時(shí)，重力做正功，物體重力勢能減少，也就是WG>0，Ep1>Ep2；當(dāng)物體從低處運(yùn)送到高處時(shí)，重力做負(fù)功(或者說物體克服重力做功)，重力勢能增加，也就是WG<0，Epl下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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