2019-2020年高中物理《重力勢能》教案10 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《重力勢能》教案10 新人教版必修2 一、教學(xué)目的: 1.理解重力勢能的概念,會用重力勢能的定義式進行計算. 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. 4.了解彈性勢能. 二、重難點: 1.重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系. 2.理解重力勢能的相對性. 三、教學(xué)方法: 演示實驗、分析推理、講授討論. 四、教具: 輕重不同的重錘一個、木樁、沙箱、橡皮筋. 五、教學(xué)過程: (一)引入新課: 大家知道水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的,水是利用什么能來發(fā)電的呢?學(xué)習(xí)這節(jié)課后,我們將會了解這個問題。 通過前面對功和能的關(guān)系的學(xué)習(xí),我們知道怎樣判斷一個物體具有能量:一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量。 演示重錘從高處落下,把木樁打進沙箱中,說明重錘對木樁做了功,舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學(xué)舉高而具有的能量叫做重力勢能。本節(jié)課將學(xué)習(xí)重力勢能的有關(guān)知識。 (二)進行新課: 重力勢能的大小與什么因素有關(guān)呢? 演示實驗1:演示由質(zhì)量不同的重錘從相同高度落下,木樁被打進沙箱的深度不同,引導(dǎo)學(xué)生分析得出:質(zhì)量越大的重錘具有的重力勢能越大。 演示實驗2:演示用同一重錘從不同高度落下,木樁被打進沙箱的深度不同,引導(dǎo)學(xué)生得出:重錘高度越大,具有的重力勢能越大。 怎樣定量地表示重力勢能呢? 把一個物體舉高,要克服重力做功,同時物體的重力勢能增加。一個物體從高處下落,重力做功,同時重力勢力能減小??梢娭亓菽芨亓ψ龉τ忻芮嘘P(guān)系。 如圖1所示,設(shè)一個質(zhì)量為m的物體,從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點,重力所做的功為: WG=mgΔh=mgh1-mgh2 我們可以看出WG等于mgh這個量的變化。在物理學(xué)中就用這個物理量表示物體的重力勢能。重力勢能用EP來表示。 h1 h2 Δh A B 圖1 1.重力勢能 (1)定義:由于物體被舉高而具有的能量。 (2)重力勢能的計算式:EP=mgh. 即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。 (3)重力勢能是標量,其單位與功的單位相同,在國際單位中 都是焦耳(J) 2.對EP=mgh的理解: (1)式中h應(yīng)為物體重心的高度。 (2)重力勢能具有相對性,是相對于選取的參考面而言的。因此在計算重力勢能時,應(yīng)該明確選取零勢面。 (3)重力勢能可正可負,在零勢面上方重力勢能為正值,在零勢面下方重力勢能為負值。 (4)選取不同的零勢面,物體的勢能值是不同的,但勢能的變化量不會因零勢面的不同而不同。 3.重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系 引導(dǎo)學(xué)生進一步分析:課本圖7-16中,重力做正功,重力勢能減少,減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能了。重力勢能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功?重力做功有什么特點? 討論1:物體從A點下落到B點過程中,如果受阻力作用,重力做的功與重力勢能變化之間的關(guān)系是怎樣的? 物體下落受到阻力,只影響物體動能的變化,不影響重力的功,重力勢能的變化只與A、B兩點的高度差有關(guān)。 WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢能等于重力所做的功,但由于要克服阻力做功,減少的重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為動能。 h1 h2 Δh A B 圖3 C 討論2:若物體從A點下落到B點后,再平移到與B點等高的C點,重力做的功是多少?重力做功與重力勢能之間的關(guān)系又如何?如圖3所示。 物體由B到C過程中重力不做功,重力勢能也不變化,因此物體由A運動到C點過程中,重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢能等于重力所做的功。 討論3:若物體是從A點沿斜面滑到與B點等高的C點,上 述關(guān)系是否成立? 設(shè)AC之間長為S,且與水平方向成θ角。 重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2 由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無關(guān),只跟初末位置高度有關(guān),物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。 討論4:物體從B點分別勻速、加速、減速上升到A點,上述關(guān)系又是如何呢? 無論物體從B點上升到A點是勻速、加速、減速,重力都做負功,且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢能都增加,增加的重力勢能等于克服重力所做的功。但這三種情況中,由于所受拉力不同,物體動能的變化量等于合外力的功,動能變化量不相同。 師生共同總結(jié)出重力勢能變化只與重力做的功有關(guān),兩者關(guān)系如下: 當物體由高處運動到低處時,重力做正功,重力勢能減少。減少的重力勢能等于重力所做的功。 當物體由低處運動到高處時,重力做負功,即物體克服重力做功,重力勢能增加。增加的重力勢能等于克服重力所做的功。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出重力做功的特點: 4.重力做功的特點:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān),跟物體的運動路徑無關(guān)。 演示實驗3:演示張緊的橡皮筋把紙團射出去,說明發(fā)生彈性形變的橡皮筋能夠做功,因而具有能量------這種能量稱為彈性勢能。 5.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν饨缱龉?,我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。 引導(dǎo)學(xué)生舉些具有彈性勢能物體的實例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢能。初步了解彈簧所具有彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)。 分析:彈簧被拉伸或壓縮的長度越大,恢復(fù)原狀時對外做的功就越多,彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能不跟彈簧的勁度有關(guān),被拉伸或壓縮的長度相同時,勁度越大的彈簧彈性勢能越大。 重力勢能和彈性勢能是由相互作用物體的相對位置決定的,所以勢能又叫位能。今后還將學(xué)習(xí)其它形式的勢能。 【例題2】沿著高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端,以下說法中正確的是: A.沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多; B.沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多; C.沿長度大、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。 學(xué)生先做,老師再評講。正確答案為D。 (三)課堂小結(jié): 1.重力勢能:由于物體被舉高而具有的能量;重力勢能的計算式:EP=mgh.,即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積;重力勢能是標量,其單位與功的單位相同,在國際單位中都是焦耳。 2.重力做功的特點:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關(guān),跟物體的運動路徑無關(guān)。 3.彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν饨缱龉?,我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。 (四)課外作業(yè): 1.復(fù)習(xí)歸納本節(jié)課內(nèi)容。 2.思考課本練習(xí)四第(1)、(3)題。 3.練習(xí)四第(2)、(4)、(5)題上交。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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