必修2 优秀教案7.4 重力势能(最新申请教师资格证用)

第一篇：必修2 优秀教案7.4 重力势能(最新申请教师资格证用)

高中物理必修2（课题八）

7.4

重力势能

7.4 重力势能

第一课时

【三维目标】

知识与技能

1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．

2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关． 3．知道重力势能的相对性． 过程与方法

用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程． 情感、态度与价值观

渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．

【教学重点】

重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系．.【教学难点】

重力势能的系统性和相对性．

【教学方法】

探究、讲授、讨论、练习

【教具准备】

铁球(大小、质量均不同)两个、透明玻璃容器、沙子 【课时安排】

1课时

【教学过程】

[新课导入] 有句话是“搬起石头砸自己的脚”，从物理的角度看待这一问题，搬起的石头有了做功的本领，它就具有了能，这种能我们称为重力势能。我们今天就来学习重力势能。[新课教学]

一、重力的功

师：重力做功与什么因素有关呢?我们现在就通过几个例子来探究一下．

(多媒体投影教材上的图7．4—

1、图7．4—

2、图7．4—3，让学生独立推导这几种情况下重力做的功)师：比较容易做的是哪一个问题? 生：第一个和第二个问题．

师：为什么这两个问题容易研究呢? 生：因为这两个问题中物体运动的路径是直线，所以在研究重力做功问题上比较容易研究． 师：那么这两个问题的答案是什么呢? 生l：第一个问题中WG＝mg△h=mghl一mgh2．

生2：第二个问题中WG=mgcosa=mg△h＝mgh1一mgh2；，和第一个问题中所求出的答案相同． 师：我们大胆猜想一下，第三个图中重力做的功和前两个是否相等呢? 生：可能是相等的．

师：我们来验证一下我们的猜想，第三个图的困难在哪里? 生：力做功的路径是曲线． 师：我们怎样突破这个难点呢?

生1(很为难)：这是力在曲线上做功的情况，不容易研究．

生2：我记得在第二节学习力对物体做功的问题时曾经接触过有关变力做功的问题． 师(鼓励)：说说看，解决的途径是什么? 生2：曲线问题不容易解决，我们可以把这一条曲线看作由很多小的直线组成，这样把每小段直线上重力做的功合起来就是整个过程中重力做的总功．

师(表扬)：这个同学分析得非常好，根据这个同学的分析方法，第三个问题的答案应该是什么呢? 生：在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功相同． 师：我们可以得到什么样的结论? 生：重力做功与路径无关．

师：既然重力做功与路径无关，那么它与什么因素有关呢? 生：与物体的初末位置有关． 师：具体的表达式是什么? 生：WG=mgh1一mgh2，其中hl和h2表示物体所处位置的高度．

师：很好，可见物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量.[课堂训练] 1．沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是„„„„„„()A．沿坡度小、长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．上述几种情况重力做功同样多

2．将一物体由A移至B，重力做功 „„„„„„„„„„„„„„„()A.与运动过程中是否存在阻力有关 B．与物体沿直线或曲线运动有关

C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D．与物体发生的位移有关

参考答案 1．D 解析：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只与重力方向上发生的位移有关，与物体运动所经过的路径，与物体的运动状态都没有关系

二、重力势能 [实验与探究] 探究影响小球势能大小的因素有哪些．

准备两个大小相同的小球：一个钢球、一个木球，再盛一盆细沙．如图。7.4—l所示．在沙盆上方同一高度释放两个小球，钢球的质量大，在沙中陷得较深些．

让钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在沙中陷得越深．

请同学们亲自做实验探究一下重力势能的大小与哪些因素有关．

师：下面大家阅读教材7“重力势能”一段，回答下面几个问题．

学生阅读课文，可以把问题用多媒体投影到大屏幕上．

师：怎样定义物体的重力势能? 生：我们把物理量mgh叫做物体的重力势能．

师：为什么可以这样来进行定义? 生：这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．

师：重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述? 生：Ep=mgh，物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积．

师：重力势能是矢量还是标量? 生：与所有的能量一样，重力势能也是标量．

师：重力势能的单位是什么?符号是什么? 生：重力势能和其他能量一样，它们的单位和功的单位相同，都是焦耳，符号是J．

师：重力势能与什么因素有关?你能否列举生活中的实例加以说明? 生：根据重力势能的表达式，重力势能与物体所受到的重力和物体的相对高度有关．例如塔吊上吊着的重物比较可怕，但是当这个重物被放下之后就不再可怕了，因为物体被放下之后重力势能减少了；再例如树梢上的树叶，虽然所处位置比较高，但是由于它受到的重力比较小，所以它虽然比塔吊上的物体可能还高，但是我们并不感觉害怕它．

师：刚才这位同学分析得非常好．根据重力势能的定义式，它和重力做功的表达式非常相似，么它们之间的关系是什么呢? 生：当物体由高处向低处运动时，重力做正功，物体重力势能减少，也就是WG>0，Ep1>Ep2；当物体从低处运送到高处时，重力做负功(或者说物体克服重力做功)，重力势能增加，也就是WG<0，Epl

师：它们的数值具体用一个公式应该如何表示? 生1：它们之间的关系应该是WG＝△Ep

生2：当物体受到的重力做正功时，物体重力势能减少；当物体克服重力做功时，物体重力势能增加，所以说重力势能的变化量和重力做功之间的关系应该是互为相反数，用公式表示应该为：WG＝一△Ep．

师(鼓励)：刚才这个同学补充得相当好．下面大家阅读一下课本 “说一说”，回答上面提出的问题．

(学生阅读思考．回答有关问题)师：如果重力的功与路径有关，即对应于相同的起点和终点，重力对同一物体做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗? 生：当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况．

师：当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么? 生：不行，摩擦力做功与路径有关。

［课堂小结］

本课主要学习了以下内容：

1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定.2.势能是标量，单位是焦耳.3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.［布置作业］

课本 P66 2 【板书设计】

7.4重力势能

一、重力的功

与重力做功有关的因素：重力的大小和下落的高度大小．与物体的路径无关．

二、重力势能

标量

单位：焦耳

第二篇：向心力必修2优秀教案 5.6 向心力 (最新申请教师资格证用)

高中物理必修2（课题六）

5.6 向心力

5.6 向心力

第一课时

【三维目标】

[知识与技能] 1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义．

2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算．

3.知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度．

[过程与方法] 1.通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义．

2.进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动的特点．

[情感态度与价值观] 1.在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力． 2.感受成功的快乐．体会实验的意义，激发学习物理的兴趣

【教学重点】

1．体会牛顿第二定律在向心力上的应用．

2．明确向心力的意义、作用、公式及其变形．.【教学难点】

1．圆锥摆实验及有关物理量的测量．

2．如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象．

【教学方法】

探究、讲授、讨论、练习

【教具准备】

【课时安排】

1课时

【教学过程】

［新课导入］

师：前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动．这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力．

［进行新课］

一、向心力

做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而是沿着一个圆周运动？那是因为它受到了力的作用。用手抡着一个被绳着的物体，使它使圆周运动，是绳子的力在拉着它。地球绕着太阳转动，是太阳对地球的引力在“拉”着它。

做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力。这个合力就叫做向心力，即：

1、向心力：做匀速圆周运动的物体，会受到指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。

⑴向心力总是指向圆心，始终与线速度垂直，只改变速度的方向而不改变大小。向心力是一个变力。

⑵向心力是根据力的作用效果命名，可认定各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。

⑶如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的合外力；如果物体做非匀速圆周运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。（下节课）

如图，在线的一端系一个小球，另一端牵在手里，将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动，感受球运动时对手的拉力；改变小球转动的快慢、线的长度或小球的质量，感受向心力的变化跟那些因素有关。

承着小球质量变大、角速度变大、转动半径变大，小球对手的拉力也变大，说明小球受的向心力变大。那么它们的定量关系怎样呢？

把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得：

2、向心力的大小：

二、向心力大小的粗略验证

分析课本实验，加深对向心力的理解：

1、用刻度尺测出悬点距圆心高度h，用秒表记录钢球运动n周的时间t，并没计出数据表格。

2、用公式计算出：∑F =mgtgθ=mg·r/h F向= mrω=

3、比较g/h与4πn/t大小。

4、比较两种方法得到的力对实验可靠性作出评估。[课堂训练] 说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的．(师生互动)1．绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动． 2．火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的? 3．在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力，向心力由谁提供．

参考答案

1．解析：小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动．由于竖直方向小球不运动，故重力、支持力合力为零，那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供． 2．解析：火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力． 3．解析：小物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力．

点评：通过实例分析，达到巩固所学知识的目的．

222

［课堂小结］

本节课主要研究了向心力以及其特点。请同学加以归纳。［布置作业］

课本 P25 1、2 【板书设计】

5.6 向心力

一、向心力

1.定义：匀速圆周运动过程中，始终指向圆心的合外力，且与V垂直。2.方向：指向圆心，与V垂直 3.大小： F向= mrω=

4．特性：产生向心加速，只改变V方向，不改变V大小。5．来源：物体所受合外力（匀速圆周）2

第三篇：【物理】7.4《重力势能》示范教案(新人教版必修2)14

知识改变命运，学习成就未来

新人教版高中物理必修二 同步教案

知识改变命运，学习成就未来

教师：打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥桩打进地里，为什么? 学生：因为重锤具有重力势能. 教师：那么什么是重力势能?

学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能. 演示实验：

在一个透明的玻璃容器内装上沙子.

实验一：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度.

实验二：用大小不同的两个铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度. 学生回答观察到的现象：

在实验一中，铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大. 在实验二中，质量大的铁球落在沙子中的深度大.

教师：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大.

引入：那么，怎样定量地表示重力势能呢? 板书课题：重力势能

二、新课教学(一)重力势能 1.教师举例

把一个质量为ｍ的物体竖直向上抛出，在它上升和下落的过程中，重力分别做什么功?重力势能如何变化?

学生：上升过程中，物体克服重力做功(重力做负功).物体的重力势能增大. 下落过程中，重力做正功，物体的重力势能减小.

教师：前边我们学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?

学生：重力所做的功等于物体重力势能的变化.

2.上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化，下边我们再来分析一个例子：

①用投影片出示问题：

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，重力所做的功为多少? ②学生求解得到：

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

知识改变命运，学习成就未来

重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）

③教师：前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，而我们经过推导又得到重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.

板书：EＰ＝mgh

单位EＰ表示焦（J）物体的重力势能ｍ→物体的质量单位千克（kg）ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ ｈ→物体的高度→米（ｍ）

④推导重力势能的单位： ∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J ∴重力势能的单位是焦耳，并把上述板书补充完整. ⑤重力势能是标量

3.据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：

①教师：我们用EPmgh1来表示物体在初位置的重力势能，用EPmgh2来表示物体12在末位置的重力势能，则WGEPEP

12②学生讨论得到：

当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０

∴EPEP

12当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０

∴EPEP

12③教师总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功. 物体克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功.

4.讨论：如图所示，物体从高为h1处运动到高为ｈ2处，运动的路径有无数条，讨论在这些运动过程中，重力所做的功是否相同.

学生：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的.

教师：由此得到：重力所做的功只跟物体初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有关，跟物体运动的路径无关.

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

知识改变命运，学习成就未来

(二)重力势能的相对性

教师：有一个物体放在三楼顶，每层楼高ｈ，则该物体的重力势能为多大? 学生：3mgh；mgh；2mgh.

教师：同一个物体的重力势能，为什么会有三个不同的值呢? 学生：是由于所选高度的起点不同而造成的.

教师：我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面，知识改变命运，学习成就未来

①势能也叫位能.

②势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的 各部分所共有的.

三、巩固练习

用投影片出示思考题：

1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是 A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少 B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值 D.重力做功的多少与参考平面的选取无关 2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则 A.重力做功为50 J

B.物体的重力势能一定增加50 J C.物体的动能一定减少50 J D.重力做了50 J的负功

3.以40 ｍ/s的初速度竖直向上抛出一个物体，经过ｔ秒后，物体的重力势能是动能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s2，则ｔ的大小为

A.2秒 B.3秒

C.4秒

D.5秒

参考答案：

1.ABD2.BD3.A

【课堂小结】

本节课我们学习了：

1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定. 2.势能是标量，单位是焦耳.

3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.

4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关.

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

知识改变命运，学习成就未来

【板书设计】

重力势能势能(位移)弹性势能1.物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积→EＰ＝mgh 2.重力势能是标量，是状态量

3.重力势能是物体和地球共有的，常称为物体的重力势能. 4.重力势能是具有相对性(相对于参考平面) 5.单位：焦(J)

6.重力做功与路径无关，与初、末位置有关

1.发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，物体具有能量，这种能量叫弹性势能. 2.弹性势能与形变大小有关 

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第四篇：必修2 优秀教案 6.4 万有引力理论的成就(最新申请教师资格证用)

高中物理必修1（课题七）

6.4

万有引力理论的成就

6.4 万有引力理论的成就

第一课时

【三维目标】

[知识与技能] 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

2.会用万有引力定律计算天体质量。

3.理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。

[过程与方法] 1．通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。2.了解天体中的知识

[情感态度与价值观] 体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践。

【教学重点】

1．行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。

2．会用已知条件求中心天体的质量。

【教学难点】

根据已有条件求中心天体的质量。

【教学方法】

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果

【教具准备】

【课时安排】

1课时

【教学过程】

［新课导入］

教师活动：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的测定是谁完成的？

学生活动：思考并回答上述问题：

内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

公式：F=G．

公式中的G是引力常量，它在大小上等于质量为1 kg的两个物体相距1 m时所产生的引力大小，经测定其值为6．67×10—11 N·m/kg。G的测定是由卡文迪许完成的。2

2万有引力发现后，再经过了一百多年，才确定引力常量。卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T型架，倒挂在一根金属丝的下端。T形架水平部分的两端各装一个质量是m的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝的扭转。他测定了引力常量。这也提供了我们测量微小物体质量的方法。古代，曹操的儿子曹冲利用浮力称出了大象的质量。那我们现在有没有可能利用已知的知识来称地球呢？

［进行新课］

（一）“科学真是迷人”

教师活动：引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题：

1．推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？

2．设地面附近的重力加速度g=9．8m/s，地球半径R =6．4×10m，引力常量G=6．67×10Nm/kg，试估算地球的质量。

学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算。

教师活动：由于地球自转非常慢，一天只转了一圈，所以对应的自转偏向力很小。在这里，我们忽略不计。投影学生的推导、计算过程，一起点评。

-11 kg

重力加速度与高度的变化：若物体静止在距离地面高为h的高空

（二）计算天体的质量

引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题

1．应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么？

2．求解天体质量的方程依据是什么？

学生活动：学生阅读课文第一部分，从课文中找出相应的答案。

1．求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出其向心加速度，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程求解．

2．从前面的学习知道，天体之间存在着相互作用的万有引力，而行星（或卫星）都在绕恒星（或行星）做近似圆周的运动，而物体做圆周运动时合力充当向心力，故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力，这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在。

教师活动：引导学生深入探究

请同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识，加以讨论、综合，然后思考下列问题。学生代表发言。

1．天体实际做何运动？而我们通常可认为做什么运动？

2．描述匀速圆周运动的物理量有哪些？

3．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法？

4．应用天体运动的动力学方程──万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式？各是什么？各有什么特点？

5．应用此方法能否求出环绕天体的质量？

学生活动：讨论，得出答案。学生代表发言。

1．天体实际运动是沿椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动。

2．在研究匀速圆周运动时，为了描述其运动特征，我们引进了线速度v，角速度ω，周期T三个物理量。

3．根据环绕天体的运动状况，a心=4πr/T

4．应用天体运动的动力学方程──万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度方程，即

2（3）F引=G =F心=ma心=m

即：G=m ③

从上述动力学方程的表述中，可得到相应的天体质量表达形式：

M=4πr/GT．

同理可得：M=vr/G 或者M=ωr/G．

上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v，角速度ω，周期T时求解中心天体质量的方法。

以上各式中M表示中心天体质量，m表示环绕天体质量，r表示两天体间距离，G表示引力常量。

5．从以上各式的推导过程可知，利用此法只能求出中心天体的质量，而不能求环绕天体的质量，因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边，已被约掉。

师生互动：

从上面的学习可知，在应用万有引力定律求解天体质量时，只能求解中心天体的质量，而不能求解环绕天体的质量。而在求解中心天体质量的三种表达式中，最常用的是已知周期求质量的方程。因为环绕天体运动的周期比较容易测量。

［课堂小结］

教师活动：1．处理天体运动问题的关键是：万有引力提供做匀速圆周运动所需的向心力。2．忽略地球自转,物体所受重力等于地球对物体的引力。

本节课我们学习了万有引力定律的一些理论成就，解决了一些我们无法想象的问题，感受到了科学的力量，同学们重点要掌握用已知条件求中心天体的质量

［布置作业］ 2

23232

课本 P43 1、3

【板书设计】

6.4 万有引力理论的成就

一、科学真是迷人 1.计算地球的质量

kg

2.重力加速度与高度的变化：

若物体静止在距离地面高为h的高空

二、计算天体的质量

232 1.M=4πr/GT22.M=vr/G

233.M=ωr/G．

第五篇：2020-2021学年高一下学期物理人教版必修二教案-7.4重力势能

《重力势能》难点创新突破

《重力势能》一节有两个教学难点，一是重力势能这个抽象概念的得出，二是重力做功与重力势能变化的关系。

从学生的认知发展过程看，在初中物理学习中已经知道，重力势能的大小跟物体的质量有关，跟物体所处的高度有关。学生还知道，功是能量变化的量度，对物体做多少功，物体就有多少能量发生了变化。但不同的功量度的是不同能量的变化。教材通过考察重力做功的特点，通过数学推导和因素分析，得出重力所做的功量度的是物体重力势能的变化，同时得出重力势能的表达式。

推导重力势能的表达式以及重力的功与重力势能变化的关系，其实质是一种逻辑推理。对学生来说，逻辑推理是一个理论探究的过程，但人教版教材在引导学生如何去探究方面显得不足。例如，如何提出本节课所要解决的问题

？为什么研究重力势能要先研究重力做功？我们为什么只考察重力做功，而不去考察别的力做功？所有这些，都是必须让学生十分明白的，因此也都是教学中不可回避的。

针对以上问题，本人设计了三个主要教学环节，意图解决教材中探究性不强的缺憾。

环节一：选择真实生活中的问题即对高空物体有着天然的恐惧感，来引出问题

引入：甲同学手持英汉大辞典，放置在乙同学的头顶上方一定高度处，老师问乙同学什么感受？

乙同学：“我害怕词典掉下来砸到我”。

甲同学再进行两组操作：

（1）将词典举得再高一些，（2）高度不变，换用两本词典，老师再问乙同学什么感受？

乙同学：“我害怕的更厉害了”。

老师：“我们为什么对高空物体有着天然的恐惧感呢？”

“因为高处的物体有着一种潜在的能量，叫重力势能，而且我们能感知到能量的大小与物体质量、高度是有关系的，那么他们之间的定量关系到底是什么呢？如何定量研究重力势能？”

设计意图：

探究始于问题，好的问题能够激发学生的求知欲与好奇心。通过一个简单、易操作的小实验唤醒学生头脑中的感性经验，进而将学生从生活世界引入物理世界，从定性走向定量，能使学生认识知识的意义，也能促使学生更加关注身边的世界。

环节二：猜想，应该用哪个力做功来量度重力势能

2.1问题引入：

一个物体运动时，可能有许多力对他做功，究竟哪个力的功与物体重力势能的变化直接相关呢？我们来看如下情景，在一个粗糙的梯形台上，一个物体在外力F作用下由A点出发，一直运动到D点，已知整个过程中力F始终与物体速度同向

A

B

C

D

F

请同学们分析三个阶段中推力的功、摩擦力功、重力功的正负，以及物体重力势能的变化

2.2教师引导分析

（1）

F始终做正功，但是重力势能有时增加、有时不变、有时减小，可见F做功与重力势能之间不存在必然联系

（2）

同理分析摩擦力做功

（3）

学生通过分析重力做功与重力势能变化的关系，可以得出二者也许存在某种内在联系

设计意图：

学生在考虑重力势能的变化与哪个力做功相关时，头脑里出现的信息并不是单纯的。在考虑重力做功时，他们也受到其他力做功的干扰。通过创设一个问题情景，让学生通过对各个力做功与重力势能变化情形进行比较，求同存异，可以帮助学生选择相关因素，滤掉无关因素。这种解决问题的方法。可以迁移到其他许多问题的解决上。

“也许”两字表明，从学习者的角度看，我们所做的判断只是一种合情的推测，它使学习过程更具有探究性。

环节三：逻辑推导并猜想

按照课本的情景进行数学推导，并最终得出WG

＝

mgh1－

mgh2，从功能关系角度猜想，重力势能的表达式就应该是mgh

设计意图：

解读理论探究的结果，是理论探究的一个重要环节。这种解读有助于培养学生的分析能力，它使学生明确我们是怎么认定重力势能的表达式和重力势能的变化与重力做功的关系的，也使学生看到我们原先要解决的问题首尾呼应完美的结合在一起的。

环节四：用物理眼光看世界

教师：“为什么高大的建筑看起来显得庄严肃穆？”

引导分析：是因为潜在的能量也就是重力势能比较大，引起人类内心的恐惧感。

设计意图：

最后通过观看两个高大建筑物的图片，引导学生从物理角度看待世界、用理性思维来理解自身的情绪。从而实现学生科学素养的提升。

环节五：小结

从学情角度看，学生虽然已经知道重力势能的相关因素，但却不知道重力势能与这些因素之间的定量关系。学生虽然知道功是能量转化的量度，却不知道什么功量度的是重力势能的变化。本节设计通过层层问题引导，实例探究，带领学生从定性认识上升到定量的认识，从思维的抽象上升到思维的具体，提高了学生认识水平，培养了学生理性思维的意识，从而达到全面提高学生科学素养的目的。