2019-2020年高中物理《重力勢(shì)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(shì)能》教案10 新人教版必修2 一、教學(xué)目的: 1.理解重力勢(shì)能的概念,會(huì)用重力勢(shì)能的定義式進(jìn)行計(jì)算. 2.理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系.知道重力做功與路徑無(wú)關(guān). 3.知道重力勢(shì)能的相對(duì)性. 4.了解彈性勢(shì)能. 二、重難點(diǎn): 1.重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系. 2.理解重力勢(shì)能的相對(duì)性. 三、教學(xué)方法: 演示實(shí)驗(yàn)、分析推理、講授討論. 四、教具: 輕重不同的重錘一個(gè)、木樁、沙箱、橡皮筋. 五、教學(xué)過(guò)程: (一)引入新課: 大家知道水力發(fā)電站是利用水來(lái)發(fā)電的,水是利用什么能來(lái)發(fā)電的呢?學(xué)習(xí)這節(jié)課后,我們將會(huì)了解這個(gè)問(wèn)題。 通過(guò)前面對(duì)功和能的關(guān)系的學(xué)習(xí),我們知道怎樣判斷一個(gè)物體具有能量:一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量。 演示重錘從高處落下,把木樁打進(jìn)沙箱中,說(shuō)明重錘對(duì)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(shì)能。本節(jié)課將學(xué)習(xí)重力勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)。 (二)進(jìn)行新課: 重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)呢? 演示實(shí)驗(yàn)1:演示由質(zhì)量不同的重錘從相同高度落下,木樁被打進(jìn)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(shì)能越大。 演示實(shí)驗(yàn)2:演示用同一重錘從不同高度落下,木樁被打進(jìn)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(shì)能越大。 怎樣定量地表示重力勢(shì)能呢? 把一個(gè)物體舉高,要克服重力做功,同時(shí)物體的重力勢(shì)能增加。一個(gè)物體從高處下落,重力做功,同時(shí)重力勢(shì)力能減小??梢?jiàn)重力勢(shì)能跟重力做功有密切關(guān)系。 如圖1所示,設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體,從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn),重力所做的功為: WG=mgΔh=mgh1-mgh2 我們可以看出WG等于mgh這個(gè)量的變化。在物理學(xué)中就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能用EP來(lái)表示。 h1 h2 Δh A B 圖1 1.重力勢(shì)能 (1)定義:由于物體被舉高而具有的能量。 (2)重力勢(shì)能的計(jì)算式:EP=mgh. 即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積。 (3)重力勢(shì)能是標(biāo)量,其單位與功的單位相同,在國(guó)際單位中 都是焦耳(J) 2.對(duì)EP=mgh的理解: (1)式中h應(yīng)為物體重心的高度。 (2)重力勢(shì)能具有相對(duì)性,是相對(duì)于選取的參考面而言的。因此在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí),應(yīng)該明確選取零勢(shì)面。 (3)重力勢(shì)能可正可負(fù),在零勢(shì)面上方重力勢(shì)能為正值,在零勢(shì)面下方重力勢(shì)能為負(fù)值。 (4)選取不同的零勢(shì)面,物體的勢(shì)能值是不同的,但勢(shì)能的變化量不會(huì)因零勢(shì)面的不同而不同。 3.重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析:課本圖7-16中,重力做正功,重力勢(shì)能減少,減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能了。重力勢(shì)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(diǎn)? 討論1:物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)過(guò)程中,如果受阻力作用,重力做的功與重力勢(shì)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(dòng)能的變化,不影響重力的功,重力勢(shì)能的變化只與A、B兩點(diǎn)的高度差有關(guān)。 WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢(shì)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(shì)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 h1 h2 Δh A B 圖3 C 討論2:若物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)后,再平移到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn),重力做的功是多少?重力做功與重力勢(shì)能之間的關(guān)系又如何?如圖3所示。 物體由B到C過(guò)程中重力不做功,重力勢(shì)能也不變化,因此物體由A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中,重力的功仍是WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。 討論3:若物體是從A點(diǎn)沿斜面滑到與B點(diǎn)等高的C點(diǎn),上 述關(guān)系是否成立? 設(shè)AC之間長(zhǎng)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(wú)關(guān),只跟初末位置高度有關(guān),物體減少的重力勢(shì)能仍等于重力所做的功。 討論4:物體從B點(diǎn)分別勻速、加速、減速上升到A點(diǎn),上述關(guān)系又是如何呢? 無(wú)論物體從B點(diǎn)上升到A點(diǎn)是勻速、加速、減速,重力都做負(fù)功,且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢(shì)能都增加,增加的重力勢(shì)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(dòng)能的變化量等于合外力的功,動(dòng)能變化量不相同。 師生共同總結(jié)出重力勢(shì)能變化只與重力做的功有關(guān),兩者關(guān)系如下: 當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí),重力做正功,重力勢(shì)能減少。減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。 當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí),重力做負(fù)功,即物體克服重力做功,重力勢(shì)能增加。增加的重力勢(shì)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(diǎn): 4.重力做功的特點(diǎn):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(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。 演示實(shí)驗(yàn)3:演示張緊的橡皮筋把紙團(tuán)射出去,說(shuō)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(chēng)為彈性勢(shì)能。 5.彈性勢(shì)能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉Γ覀儼盐矬w因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。 引導(dǎo)學(xué)生舉些具有彈性勢(shì)能物體的實(shí)例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢(shì)能。初步了解彈簧所具有彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)。 分析:彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度越大,恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)外做的功就越多,彈簧的彈性勢(shì)能就越大。彈簧的彈性勢(shì)能不跟彈簧的勁度有關(guān),被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度相同時(shí),勁度越大的彈簧彈性勢(shì)能越大。 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是由相互作用物體的相對(duì)位置決定的,所以勢(shì)能又叫位能。今后還將學(xué)習(xí)其它形式的勢(shì)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(shuō)法中正確的是: A.沿著坡度小、長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多; B.沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多; C.沿長(zhǎng)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(píng)講。正確答案為D。 (三)課堂小結(jié): 1.重力勢(shì)能:由于物體被舉高而具有的能量;重力勢(shì)能的計(jì)算式:EP=mgh.,即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積;重力勢(shì)能是標(biāo)量,其單位與功的單位相同,在國(guó)際單位中都是焦耳。 2.重力做功的特點(diǎn):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(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。 3.彈性勢(shì)能:發(fā)生彈性形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)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(shì)能叫彈性勢(shì)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(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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