5.4重力势能教学设计(新课标)

第一篇：5.4重力势能教学设计(新课标)

文

本节教材分析

本节讲述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系.重力做正功时，重力势能减少，克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，关于这个关系，由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量转化的角度分析，解开学生的困惑，例如可举在自由落体运动中，重力做正功，重力势能减少，同时由动能定理可知，动能增加.重力势能转化为动能，这样做，也可以为下一节讲解机械能守恒定律做好准备.关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学：只要求学生知道即可． 教学目标

一、知识目标

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．

4.了解弹性势能．

二、能力目标

1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式．

2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象．

三、德育目标

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

实验观察法、分析归纳法、讲练法 教学用具

铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子、投影片． 教学过程

用投影片出示本节课的学习目标

1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算．

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．

4.了解弹性势能．

学习目标完成过程：

一、复习导入

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：

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

eｐ 物体的重力势能 焦（j）

ｍ→物体的质量 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：

∵１kgｍ/s2ｍ＝１ｎｍ＝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 来表示物体在初位置的重力势能，用 来表示物体在末位置的重力势能，则

②学生讨论得到：

③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．

(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，第一位同学以一楼地面为参考水平面得到物体的重力势能为3mgh，第二位同学是以三楼地面为参考平面，则物体的重力势能为mgh，同理第三位同学是以二楼地面作为参考平面，得到的重力势能为2mgh．

板书：①参考平面的选取是任意的．

②选取不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的．

③通常选地面为参考平面．

(三)弹性势能

1.演示

装置如图所示：将一弹簧压缩不同程度：观察现象．

取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象．

2.学生叙述实验现象

实验一中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．

实验二中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．

3.上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能．

板书：发生形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能．

4.教师：同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗?

学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等．

5.教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：

形变程度越大，弹性势能也越大．

6.教师：到现在为止，我们已学习了两种势能：重力势能和弹性势能．

对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定，对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：

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

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

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 参考答案：

1.abd 2.bd3.a

四、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． 思考题

1.关于重力势能的几种理解，正确的是

a.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功

b.相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题．

d.放在地面的物体，它的重力势能一定等于零

a.沿ab面重力做功多

b.沿两个面重力做的功相同

d.沿两个面减少的重力势能相同

3.在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时

a.物体的重力势能最大 b.物体的动能最大

4.质量为１kg的铁球从某一高度自由落下，当下落到全程中点位置时，具有36 j的动能.空气阻力不计，取地面为零势能面，ｇ取10 ｍ/s2，则

a.铁球在最高点时的重力势能为36 j

b.铁球在全程中点位置时具有72 j机械能

d.铁球开始下落时的高度为7.2ｍ 参考答案：

六、板书设计

习题精选

（一）1、以下说法中，正确的是：

a．重力势能大的物体，离地面高度大；

b．重力势能大的物体，所受重力一定大；

d．重力势能大的物体，速度不一定大。

2、质量相同的实心木球和铜球，放在同一水平桌面上，则它们的重力势能是：

3、以下叙述中正确的是：

a．重力对物体做功越多，物体的重力势能越少；

b．物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少；

d．物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零。

4、不同质量的两个物体由同一地点以相同的动能竖直向上抛出，不计空气阻力，则这两个物体（）

a．所能达到的最大高度和最大重力势能都相同

b．所能达到的最大高度不同，但最大重力势能相同

d．所能达到的最大高度相同，但最大重力势能不同

5、粗细均匀，长为5m，质量为60kg的电线杆横放在水平地面上，如果要把它竖直立起，至少要做 j的功（）参考答案：

（二）1.关于重力势能的理解，下列说法正确的是

a.重力势能是一个定值

b.当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少

d.重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的 2.物体的重力势能等于_____，定义式eｐ＝_____.3.一根均匀的直棒平放在地面，将它竖直立起时o点不滑动，若棒的质量为ｍ，棒长为l，则棒被竖直立起时外力做功至少为_____，重力做功为_____，物体克服重力做的功为_____，棒的重力势能增加了_____，外力作用点越靠近右端时用的力_____，但做的功_____．

4.如图所示，重物a的质量为ｍ，置于水平地面上，其上表面联结一根竖直的轻质弹簧，弹簧的长度为l，劲度系数为ｋ，现将弹簧的上端p缓慢地竖直上提一段距离l，使重物a离地面时，重物具有的重力势能为_____.6.一个物体从距地面的高度为h处自由下落，当它的动能与其重力势能相等时，需要下落的时间为

7.在竖直平面内有一个半径为r的 圆弧形轨道，一个质量为ｍ的小物体从轨道最高点a由静止滑下，到达最低点b时恰好又静止，问：

①物体在下滑过程中受到哪些力的作用?

②对小物块做功的力各是什么力?做了多少功，大小各为多少?

③小物块由a到b，其重力势能变化了多少，如何变化?转化为什么形式的能?有多少，用什么去量度? 8.如图是几个斜面，它们高度相同，而倾角不同，让质量相同的物体沿斜面由静止从顶端运动到底端，试根据功的公式计算沿不同斜面重力所做的功，并证明这个功与斜面的倾角无关.①当物块下落距离ｈ为多大时，物块的加速度为零．

③求物体下落的最大速度ｖｍ和最大距离h． 参考答案：

1.bd 2.物体的重量和它的高度的乘积；mgh 3.越小，不变． 4.5.mgl；2mgl 6.b 7.①重力、弹力和滑动摩擦力

②重力和滑动摩擦力；重力做正功，大小为mgｒ；滑动摩擦力做负功，大小为mgr

③mgr，减少，内能，mgr，滑动摩擦力做的功 8.证明略

9.① ② ③

（三）1.关于势能的几种说法中，正确的是：

a．势能是物体系中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量，势能是系统共有的；

b．重力势能的大小是相对的，但变化量大小是绝对的；

d．在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹性势能也越大。2.关于势能的变化，下列说法中正确的是：

a．摩擦力做功，势能一定减小；

b．弹力做正功，弹性势能一定增加；

d．势能变化与外力无关。

3.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长1m的绳子系住一个重100n的物体，则该物体的重力势能是：

4.横卧在水平地面上质量为100kg，长为2m的均匀圆铁棒，一端着地，另一端从地面上竖立起来，其重力势能增量和重力功是：

5.某人将重物由静止举高h，获得的速度为v，则下列说法中正确的是：

a．物体所受合外力对它做的功等于物体的动能增量；

b．人对物体做的功等于物体机械能的增量；

d．物体克服重力做的功等于物体势能的增量。6.在光滑的水平面上，物体a以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的，连有轻质弹簧的物体b发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时：

7.大型拱桥的拱高为h，弧长为l，如图所示，质量为m的汽车在 以不变的速率v由a点运动到b点的过程中，以下说法正确的是：

a．由a到b的过程中，汽车的重力势能不变，重力始终不做功；

b．由a到b的过程中，汽车的重力势能的增量为零，重力的总功等于零；

d．汽车的重力势能先增大后减小，上坡时重力做负功，下坡时做正功，总功为零。8.一根弹簧的弹力—位移图线如图所示，那么弹簧由伸

a．3.6焦耳，-3.6焦耳；

b．-3.6焦耳，3.6焦耳；

d．-1.8焦耳，1.8焦耳。

9.如图所示，一个人通过小定滑轮使质量为m的物体匀速上升。当人在水平地面上由a点移动b点，绳子由竖直方向变成与水平方向成 角。已知ab间距离为s，若不计摩擦及滑轮质量，在这过程中物体重力势能的增量是： 10.质量为m的小球，用轻质细线栓住，在竖直平面内绕线的一端作圆周运动，那么小球通过最高点和最最低点时，细线上拉力的差值是：

第二篇：《重力势能》教学设计

《重力势能》教学设计

《重力势能》教学设计1

1教材分析

【教材分析】重力势能是机械能守恒定律的基础，根据普通高中物理课程标准的要求，本节课重点在于引导学生理解重力势能，教材从学生已经熟悉的重力做功入手引入重力势能这一概念，最终推导出重力做功与重力势能变化的关系，由浅入深，层层推进，符合学生的认知规律。关于重力势能的相对性和系统性学生往往不易理解，教学时需要结合一些实例，解开学生的困惑。

2教学目标

【教学目标】

（一）知识与技能

1.理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

2.理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能。3.知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性,势能是系统共有的。

4.理解重力做功是物体重力势能变化的量度。

（二）过程与方法

1.在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。

2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。

（三）情感态度与价值观

1.从对生活中有关物理现象的观察，使学生在探究过程中体验成功解决问题的喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

2.通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。

3.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

3学情分析

【学情分析】学生在初中阶段已对重力势能有了定性的认识，高中阶段要定量的学习重力势能，本节课在学生已学习了功的.相关知识的前提下，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，便于学生理解，在教学过程中，重点要考虑高中学生的思维开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系这一特点，因此，教学过程中需要通过实例探究引导学生获取相关知识，获得相应的技能。

4重点难点

【重点难点】

重点：理解重力势能,知道重力做功与重力势能变化的关系。

难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。

5教学准备

【教学准备】多媒体课件、带斜面的长木板、小钢珠、玻璃珠、小木块、导学案

6教学过程

6.1第一学时教学活动活动1【导入】情境导入

学生观看雪崩视频，感受大自然的力量，激发学生对大自然的敬畏之心。雪花象征着纯洁和美丽，但是它也有狂野的一面，为什么这么漂亮的雪花有如此大的威力？

学生回答：雪从高处落下，重力势能转化为动能。

教师：本节课我们来学习重力势能的相关知识。

板书课题：7.4重力势能

活动2【讲授】问题引入

通过本章第一节的学习，我们已知道了重力势能的概念，请同学们回忆一下什么是重力势能。

学生回答：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。

教师：通过刚才的视频可知雪崩是具有重力势能，造成了巨大的破坏，而下雪时雪花落到我们身上，我们却没有任何感觉，为什么？

学生：重力势能大小不一样。

教师：影响重力势能的因素有哪些？请同学们利用手边的器材探究影响重力势能的因素？

活动3【活动】学生探究

组织学生开展探究活动，并完成导学案第一部分。

学生汇报探究得出的结论（通过投影仪展示学生完成学案的情况）。

活动4【讲授】重力做功

教师：通过前面的学习我们知道，重力势能的大小与高度有关，而当物体的高度发生变化时，重力要做功，由此可以看出，认识重力势能不能脱离对重力做功的研究，下面，我们一起来研究重力做功。

思考：将物体由地面被举高时，重力做负功；物体下落时，重力做正功。

引导学生结合教材图7.4-1、7.4-2、7.4-3推导几种情况下重力做的功，并总结重力做功的特点。

如上图，学生分析以上三幅图中物体从A到B的过程中重力做的功。（提示：功的两个必要因素）图1是物体由A做自由落体运动到B，容易得出此过程中，重力做功为WG=mgh=mg(h1-h2)图2是物体沿斜面由A滑到B，重力做功为：WG=mgl·cosθ=mgh=mg(h1-h2)；

图3是物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出，重力做功也为mgh.

引导学生从以上三个过程的推导中分析得到重力做功的特点并完成学案第二部分：重力做功只跟物体起点和终点的位置有关，跟物体运动路径无关。

思维拓展：重力做功与路径无关，其他力(比如摩擦力)做功是否与路径有关？回答是肯定的。可见，重力做功的特点不能乱用，要视具体力而定。

活动5【讲授】重力势能

教师：通过以上分析可以看出，物体所受的重力mg与它所处的位置的高度的乘积“mgh”具有特殊意义一方面与重力做功有关（相互作用），又随高度的变化而变化（凭借其相对位置），与势能的基本特征一致.物理学中，把物理量“mgh”叫做物体的重力势能，用Ep表示。学生自主阅读教材重力势能部分，完成学案第三部分。

学生思考讨论：同学们知道珠穆朗玛峰的海拔高度是8848米，而珠穆朗玛峰从山脚到山顶高度大约是4000米，这两个表示高度的区别在哪里？

学生回答：参考平面不一样，海拔高度是相对于海平面来说的，从山脚到山顶高度是相对于山脚所在平面来说的。

由以上分析可以看出，物体的高度总是相对于某一水平面来说的，实际上是把这个水平面的高度取0。因此，物体的重力势能也总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫参考平面，在参考平面上，物体的重力势能取做0。

下面请同学们根据自己的理解完成问题：将一个质量为5kg的铁球放在3楼教室一张1m高的桌子上，已知每层楼的高度均为3m，求铁球的重力势能。

要求学生分组计算，让各小组代表汇报自己的计算结果，并简述计算的方法，学生得到的结果不一致，此时，教师引导学生分析由于参考面的选取不同，导致计算计算结果不同，为了保证计算结果的一致性，必须选择参考平面。

活动6【活动】思考讨论

引导学生认真分析重力势能表达式Ep=mgh，提出问题：重力势能到底是谁的？是物体的？还是地球的？

学生讨论后回答。

师生总结：重力势能是物体跟地球组成的系统所共有的，而不是物体单独具有的。

结束语：关于人类与重力势能的认识，是一个从恐惧到挑战直再到合理改造的过程。人们对重力势能的恐惧感是与生俱来的（雪崩、泥石流），但是随着人们通过生产实践中对重力势能的认识的逐步深入，我们开始变得乐于挑战这种能量（如攀岩运动），甚至在可以控制的范围内享受重力势能带给我的种种乐趣（如过山车）.但是，科学的意义不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动地利用自然（如水力发电）。

活动7【活动】课堂小结

本节课我们获得了哪些知识，学生总结，教师补充。

《重力势能》教学设计2

我教学的题目是高一物理第七章第五节重力势能。重力势能概念的建立是形成机械能概念的基础，也是今后形成更完整能量概念的保证。本节内容“重力势能”的学习也将为今后“电势能”的学习打下基础。

本教材提供了较多情景及几个问题来展开分析，

本课教学目标很明确：

⑴从重力势能的定量描述、单位、量性及它的相对性中理解重力势能的概念；

⑵理解重力势能得变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；

⑶了解弹性势能。

能力目标：

⑴学会从功和能的关系推导出重力势能的表达式；

⑵在小实验设计研究中，初步会用控制变量法设计实验；

⑶在讨论分析中激发质疑探究意识，提高质疑能力。

情感目标：生活实验中激发物理研究兴趣。

本节课着重解决了两个问题，即重力势能及其对称性；重力势能的变化与重力做功的关系，关于重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。这个关系由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学是要结合一些实例，解开学生的困惑。而难点是学生对重力势能相对性的理解。教学中用与温度的相对性类比的方法来突破这个难点。

学生对重力势能在初中已初步形成定性概念，知道重力势能是物体举高而具有的能，故本课引入要唤醒学生对这些概念的记忆，为定量认识重力势能打好铺垫。学生在前一节课“动能”学习中已体验定量研究的一些方法，这也为本课的研究学习打下了基础。但估计学生对“Ep=mgh”会进行公式化处理，出现只认公式不认理的现象，故引导学生对“Ep=mgh”中的“h”正确认识显得尤为重要。高一学生的研究探索、质疑提问能力很薄弱，通过本课在培养策略要取得一点突破。

依据教学大纲的要求和教材内容的特点、学生的特点，在本节教学中，让学生自己设计和完成实验，探索得到结论，充分体现“学生主体、教师主导”的教学模式。

以下为本课教学过程的设计：

1、情景引入

展出三峡水库大坝的模拟照片，让学生欣赏图片的过程中，引导学生思考、发问，并启发到水坝的作用是提高水位，使水具有重力势能并引入课题，再提出问题“建成后的.三峡水库可蕴含多少水的重力势能？” 激发学生对重力势能学习的迫切欲望。

通过图片情景，培养学生提问能力，并从三峡大坝的气势中激发学生的民族自豪感；与学生交流中回忆初中所学重力势能概念。

2、实验探究

在初中知识掌握的基础之上，让学生用身边的小物件设计实验验证重力势能与哪些量有关（书落手上、笔穿纸巾），研究探索后，再让学生自己总结得出结论，体现重力势能是由物体质量和相对位置决定的能量。并让学生猜想Ep与m、h的定量关系。

3、建立概念

重力势能的大小是否与重力做功有关系？给学生三个简单的运动过程，例从某高度做自由落体，从光滑斜面由静止滑下，沿曲面从与前两者相同的初平面运动至同一末平面，让学生运算三种情况下重力的功《重力势能》教学设计 ，类比于从动能定理《重力势能》教学设计 ，得到动能的定量表达式，也从中得到重力势能的定量关系：Ep=mgh。接着得到重力做功与重力势能变化量的关系：《重力势能》教学设计 ，从自由下落过程中的重力做功与重力势能具体变化间的关系，帮助学生理解“-”和“=” 的含义。提供情景，物体越高，重力势能越大吗？展开对=g中“h”的大讨论，总结重力势能是对于某个参考面来说的。再讨论中“h”含义。从中在学生互促学习中对重力势能的相对性有真正地理解。

4、提出问题

《重力势能》教学设计 ，E p=mgh中，“△h”与“h”的区别？引出重力势能具有相对性。明确指出“△h”是绝对量，“h”是相对量，所以重力势能是具有相对性的，要确定物体在某一状态所具有的重力势能，就必须首先选择一零势能面作参考。而后类比温度来讲明重力势能是标量，但有正负，启发学生思考其正负的含义。

5、弹性势能

小结重力势能概念形成过程，结合情景图片，让学生发现弹性势能与重力势能的共同点，都是由物体的相对位置决定的能量，并且都是客观存在的能。

6、概括总结,作业布置

必做题：P/45：1、3、5

本课较多采用的是情景讨论法，教师不是简单的呈现问题让学生解决，而是创设问题情景，让学生从中发现问题、提出问题，并在强烈内驱作用下进入学生小组合作探究、讨论过程，使研究性学习方式渗透到学科课堂教学中，一节课上尽可能有实验可操作、有问题可讨论、有平台可交流。在该教法中，教师对学生讨论过程的把握显得尤为重要，对学生的问题、讨论点的评价要及时，并能产生激励效应。

《重力势能》教学设计3

学习目标：

（一）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，知道重力势能是物体和地球系统共有的。

（二）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

（三）情感、态度与价值观

1．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。

2．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。

学习过程：

一、重力的功

试求下列三种情况下重力的功：

图7．4-1：重力做功=

图7．4-2：重力做功=

图7．4-3：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？想一想我们是怎样推导出匀变速直线运动的公式的。重力做功=

这三个运动重力做功有什么关系，我们得到的结论：。

练习1：如图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3呢？

二、重力势能

重力势能的定义 重力势能是矢量？还是标量？重力势能的单位： 重力做功与重力势能之间的关系 。

思考与讨论：阅读课本说一说，并回答上面有关问题。

练习2．质量是100 g的球从1．8 m的高处落到水平板上，又弹回到1．25 m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g取10 m/s2）

三、重力势能的相对性和系统性

讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有 。

重力势能与高度有关，重力势能也有 。在研究重力势能是应该选择 。参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m=0．5kg,．完成下列表格：

参考平面的选择

小球在A处的重力势能

小球在B处的重力势能

整个下落过程中重力的功

整个下落过程中重力势能的变化

桌面

地面

5．重力势能是 具有的。

例题：例1在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为m=200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面．求：

（1）在第2 s末小球的重力势能；

解析：在第2 s末小球所处的高度为：___________________________________

重力势能为：_________________________________________________________

（2）在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化．

解析：前2s下降了，《重力势能》学案设计

m , 前3s下降了 m，第3s内的位移 m

第3 s内重力做功为：________________________________________________

WG＞0，所以小球的重力势能_______，且减少了_____J．

例2如图5—26所示，质量为m物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。

解析物体离开地面后，弹簧的伸长量为：

可见，物体上升的高度为：

从而，物体重力势能的增加量为：

《重力势能》教学设计4

一、教学目标

1．理解的概念：

(1)知道什么是重力势能，强调“势”的含义。

(2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式ep＝mgh，知道在国际单位制中，势能的单位是焦耳(j)；势能是标量。

(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。

2．掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。

3．知道弹性势能及其相关因素。

二、重点、难点分析

1．本节重点是重力势能的表达，重力做功与重力势能变化的关系。

2．对于势能这种潜在做功能力的理解：一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。

3．要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。

三、教具

投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出，节约时间和黑板空间)。

四、主要教学过程

(一)引入新课

我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？

根据学生的回答引出新课内容。

(二)教学过程设计

1．重力势能

利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。

从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢？

2．重力势能公式

功是能量变化的量度，重力势能的'变化也可用做功表示出来。例如，用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功w＝mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh，也就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。用ep表示势能，则处于高度h处的物体的重力势能为：

ep＝mgh

即重力势能等于物体重力与高度的乘积。

从势能公式的指导可以看出，它与功一样，在国际单位制中的单位也是焦耳(j)，而且也是标量。它是由物体所处的位置状态决定的，所以与动能一样是状态量。

《重力势能》教学设计5

【教学目标】

（一）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，知道重力势能是物体和地球系统共有的

（二）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

（三）情感、态度与价值观

1．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．

2．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。

【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】启发、引导、讲练结合

【教学过程】

一、新课引入

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。

二、新课教学

物体重力势能发生变化时，必然牵扯到重力做功，物体下降时，重力做正功，重力势能减小；物体被举高时，重力做负功，重力势能增大。因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。

1．重力的功

重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过下列三种例子来探究一下。

思考：你认为这三个哪个比较容易做呢？

图7．4-1：重力做功=

图7．4-2：重力做功=mgcosθ

图7．4-3：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？想一想我们是怎样推导出匀变速直线运动的公式的。重力做功=

=

这三个运动重力做功有什么关系，我们得到的结论：重力做功只跟它的起点与终点的位置有关，而与运动路径无关。 表达式

练习1：下图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的.位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3呢？

由1至2重力做功

由2至3重力做功

由1至3重力做功为零

物体所受的重力与它所处位置的高度的乘积

是一个具有特殊意义的物理量。它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致。因此，我们把物理量叫做重力势能。

2．重力势能

重力势能的定义物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。

重力势能是矢量？还是标量？与所有的能量一样，是标量

重力势能的单位： 焦耳 符号是 J

重力做功与重力势能之间的关系

即物体由高处向低处运动重力做正功，重力势能减少；由低处运送到高处重力做负功，重力势能增加。

思考与讨论：阅读课本说一说，并回答上面有关问题。

如果重力做功与运动路径有关，能量变化不能表示重力做的功

练习2．质量是100 g的球从1．8 m的高处落到水平板上，又弹回到1．25 m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g取10 m/s2）

3．重力势能的相对性和系统性

讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有 相对性 。重力势能与高度有关，重力势能也有 相对性。

在研究重力势能是应该选择 参考平面 。在参考平面上，物体的重力势能为零；在参考平面上方物体的重力势能为正的，表示重力势能比零势能面的势能大；在参考平面下方物体的重力势能为负的，表示重力势能比零势能面的势能小。

参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m=0．5kg,．完成下列表格：

参考平面的选择

小球在A处的重力势能

小球在B处的重力势能

整个下落过程中重力的功

整个下落过程中重力势能增量

桌面

地面

重力势能是物体与地球组成的系统共同具有的。

例1在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为m=200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面。求：

（1）在第2 s末小球的重力势能；

解析：在第2 s末小球所处的高度为：______________________________

重力势能为：___________________________________________________

（2）在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化．

解析：前2s下降了 m , 前3s下降了 m，第3s内的位移 m

第3 s内重力做功为：_____________________________________

WG＞0，所以小球的重力势能_______，且减少了_____J。

例2如图5—26所示，质量为m物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。

解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为：_____________________________________

可见，物体上升的高度为：_____________________________________

从而，物体重力势能的增加量为：_____________________________________

课堂小结：

1．重力做功的特点：

与路径无关，只与起点和终点的高度差有关

2．重力势能：

3．重力做功与重力势能变化的关系：

4．重力势能是相对的 ，正负表示大小。

作业布置：

课本61页问题与练习第1，2题。

板书设计：

7.4重力势能

一、重力的功

三、重力势能的相对性

只与起点和终点的高度差有关。

1.重力势能与参考平面的选取有关，

与物体的路径无关。 但重力势能的变化量与参考平面的选取无关

2.势能是系统所共有的

二、重力势能

四、例题讲解

《重力势能》教学设计6

【学习目标】

(一)知识与技能

1.理解重力势能的定义及定义式。

2.知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。

3.理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

4.培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。

(二)过程与方法

1.在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。

2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。

(三)情感、态度与价值观

1.从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

2.通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。

3.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

【学习起点】

1.高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。

2.学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段重点是定量的学习重力势能。

3.学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。

二、教学重点、难点

1.本节课重点是重力势能的概念及对重力势能的`应用。

2.本节课难点是如何探究重力势能的概念。

三、教学方法

探究法，实验观察法，控制变量法，演绎推理法，讲授讨论，分析归纳法。

四、教学教具

铁球和橡胶球各一个，白纸若干张，CAI教学课件，视频展示台。

五、教学过程

(一)创设情境、激趣导入

投影多媒体图片：利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。

这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米/秒，爆炸力相当于20xx万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。可见，有些重力势能在自然界中的能量是巨大的。

过渡语：既然自然界中有些重力势能具有巨大的能量，那么我们人类可以将之加以利用。

这是一幅水力发电站图片，是利用水的重力势能来发电的。这些重力势能正在造福人类。(请同学们自己举些例子)

过渡语：当然，万事万物有利也有弊，如次巨大的重力势能也可能会造成重大的灾难。

这幅图片说的是20xx年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少100人失踪。(请同学们自己举些例子)

由以上资料可知，重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然，才能更主动的改造自然。今天这节课我们将深入地学习重力势能知识及其应用。

(二)启导互动、主体探究

通过前面对功和能关系的学习，我们知道了怎样判断一个物体具有能量，即：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量;而且对外做功越多，这个物体具有能量就越多。

《重力势能》教学设计7

一、教学目标

理解重力势能的概念及重力做功与重力势能的关系；知道重力势能的相对性和势能是系统所共有的。

【过程与方法】

通过理论探究的过程，提升归纳总结的能力，体会用“理论推导”研究问题的方法。

【情感态度与价值观】

经历对生活中有关物理现象的观察，感受物理与生活的紧密联系，激发对自然规律的探索兴趣。

二、教学重难点

【重点】

重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

【难点】

重力势能的相对性。

三、教学过程

环节一：导入新课

教师先创设一个情景：如果将石块置于脚边和高空，哪种情况会给人危险的感觉？思考造成这种感觉的原因，从而引出课题《重力势能》。

环节二：新课讲授

（三）重力势能的相对性

提问：人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？

生：向里跳到五楼的地板上

师：这个问题可以说明高度是有相对性的，这也就决定了重力势能的相对性。

提问：如果计算放在桌子上的物体具有多大的重力势能，只有一种结果吗？

生：不是的，会有不同的结果。因为选择不同的`水平面做参考平面，在这个参考平面上的物体的

重力势能就为0。

师：研究不同的问题参考平面的选取也是不同的，不过我们常选地面为参考平面。在研究同一个问题时，参考平面选取的不同，不会影响问题的研究。因为研究物体的重力势能，有价值的是势能的差值，范文，而选择不同的参考平面对这个差值没有影响。

教师继续深化：若参考平面选定，上方物体的高度为正值，重力势能也是正值；下方物体的高度为负值，重力势能也是负值。负值表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要小。（可以类比温度计讲解）

（四）势能是系统所共有的

教师讲解：重力是地球与物体相互吸引而引起的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力做功，也就不存在重力势能，所以重力势能是这个系统的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。

环节三：巩固提升

结合本节课知识，小组讨论高空抛物为何危害大？

环节四：小结作业

学生总结本节所学内容。并完成课后相关习题。

四、板书设计

略。

五、教学反思

略。

第三篇：《重力势能》教学设计

《重力势能》教学设计

《重力势能》教学设计1

1教材分析

【教材分析】重力势能是机械能守恒定律的基础，根据普通高中物理课程标准的要求，本节课重点在于引导学生理解重力势能，教材从学生已经熟悉的重力做功入手引入重力势能这一概念，最终推导出重力做功与重力势能变化的关系，由浅入深，层层推进，符合学生的认知规律。关于重力势能的相对性和系统性学生往往不易理解，教学时需要结合一些实例，解开学生的困惑。

2教学目标

【教学目标】

（一）知识与技能

1.理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

2.理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能。3.知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性,势能是系统共有的。

4.理解重力做功是物体重力势能变化的量度。

（二）过程与方法

1.在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。

2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。

（三）情感态度与价值观

1.从对生活中有关物理现象的观察，使学生在探究过程中体验成功解决问题的喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

2.通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。

3.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

3学情分析

【学情分析】学生在初中阶段已对重力势能有了定性的认识，高中阶段要定量的学习重力势能，本节课在学生已学习了功的相关知识的前提下，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，便于学生理解，在教学过程中，重点要考虑高中学生的思维开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系这一特点，因此，教学过程中需要通过实例探究引导学生获取相关知识，获得相应的技能。

4重点难点

【重点难点】

重点：理解重力势能,知道重力做功与重力势能变化的关系。

难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。

5教学准备

【教学准备】多媒体课件、带斜面的长木板、小钢珠、玻璃珠、小木块、导学案

6教学过程

6.1第一学时教学活动活动1【导入】情境导入

学生观看雪崩视频，感受大自然的力量，激发学生对大自然的敬畏之心。雪花象征着纯洁和美丽，但是它也有狂野的一面，为什么这么漂亮的雪花有如此大的威力？

学生回答：雪从高处落下，重力势能转化为动能。

教师：本节课我们来学习重力势能的相关知识。

板书课题：7.4重力势能

活动2【讲授】问题引入

通过本章第一节的学习，我们已知道了重力势能的概念，请同学们回忆一下什么是重力势能。

学生回答：物体由于被举高而具有的.能量叫重力势能。

教师：通过刚才的视频可知雪崩是具有重力势能，造成了巨大的破坏，而下雪时雪花落到我们身上，我们却没有任何感觉，为什么？

学生：重力势能大小不一样。

教师：影响重力势能的因素有哪些？请同学们利用手边的器材探究影响重力势能的因素？

活动3【活动】学生探究

组织学生开展探究活动，并完成导学案第一部分。

学生汇报探究得出的结论（通过投影仪展示学生完成学案的情况）。

活动4【讲授】重力做功

教师：通过前面的学习我们知道，重力势能的大小与高度有关，而当物体的高度发生变化时，重力要做功，由此可以看出，认识重力势能不能脱离对重力做功的研究，下面，我们一起来研究重力做功。

思考：将物体由地面被举高时，重力做负功；物体下落时，重力做正功。

引导学生结合教材图7.4-1、7.4-2、7.4-3推导几种情况下重力做的功，并总结重力做功的特点。

如上图，学生分析以上三幅图中物体从A到B的过程中重力做的功。（提示：功的两个必要因素）图1是物体由A做自由落体运动到B，容易得出此过程中，重力做功为WG=mgh=mg(h1-h2)图2是物体沿斜面由A滑到B，重力做功为：WG=mgl·cosθ=mgh=mg(h1-h2)；

图3是物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出，重力做功也为mgh.

引导学生从以上三个过程的推导中分析得到重力做功的特点并完成学案第二部分：重力做功只跟物体起点和终点的位置有关，跟物体运动路径无关。

思维拓展：重力做功与路径无关，其他力(比如摩擦力)做功是否与路径有关？回答是肯定的。可见，重力做功的特点不能乱用，要视具体力而定。

活动5【讲授】重力势能

教师：通过以上分析可以看出，物体所受的重力mg与它所处的位置的高度的乘积“mgh”具有特殊意义一方面与重力做功有关（相互作用），又随高度的变化而变化（凭借其相对位置），与势能的基本特征一致.物理学中，把物理量“mgh”叫做物体的重力势能，用Ep表示。学生自主阅读教材重力势能部分，完成学案第三部分。

学生思考讨论：同学们知道珠穆朗玛峰的海拔高度是8848米，而珠穆朗玛峰从山脚到山顶高度大约是4000米，这两个表示高度的区别在哪里？

学生回答：参考平面不一样，海拔高度是相对于海平面来说的，从山脚到山顶高度是相对于山脚所在平面来说的。

由以上分析可以看出，物体的高度总是相对于某一水平面来说的，实际上是把这个水平面的高度取0。因此，物体的重力势能也总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫参考平面，在参考平面上，物体的重力势能取做0。

下面请同学们根据自己的理解完成问题：将一个质量为5kg的铁球放在3楼教室一张1m高的桌子上，已知每层楼的高度均为3m，求铁球的重力势能。

要求学生分组计算，让各小组代表汇报自己的计算结果，并简述计算的方法，学生得到的结果不一致，此时，教师引导学生分析由于参考面的选取不同，导致计算计算结果不同，为了保证计算结果的一致性，必须选择参考平面。

活动6【活动】思考讨论

引导学生认真分析重力势能表达式Ep=mgh，提出问题：重力势能到底是谁的？是物体的？还是地球的？

学生讨论后回答。

师生总结：重力势能是物体跟地球组成的系统所共有的，而不是物体单独具有的。

结束语：关于人类与重力势能的认识，是一个从恐惧到挑战直再到合理改造的过程。人们对重力势能的恐惧感是与生俱来的（雪崩、泥石流），但是随着人们通过生产实践中对重力势能的认识的逐步深入，我们开始变得乐于挑战这种能量（如攀岩运动），甚至在可以控制的范围内享受重力势能带给我的种种乐趣（如过山车）.但是，科学的意义不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动地利用自然（如水力发电）。

活动7【活动】课堂小结

本节课我们获得了哪些知识，学生总结，教师补充。

《重力势能》教学设计2

【教学目标】

（一）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，知道重力势能是物体和地球系统共有的

（二）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

（三）情感、态度与价值观

1．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．

2．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。

【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】启发、引导、讲练结合

【教学过程】

一、新课引入

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。

二、新课教学

物体重力势能发生变化时，必然牵扯到重力做功，物体下降时，重力做正功，重力势能减小；物体被举高时，重力做负功，重力势能增大。因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。

1．重力的功

重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过下列三种例子来探究一下。

思考：你认为这三个哪个比较容易做呢？

图7．4-1：重力做功=

图7．4-2：重力做功=mgcosθ

图7．4-3：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？想一想我们是怎样推导出匀变速直线运动的公式的。重力做功=

=

这三个运动重力做功有什么关系，我们得到的结论：重力做功只跟它的起点与终点的位置有关，而与运动路径无关。 表达式

练习1：下图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3呢？

由1至2重力做功

由2至3重力做功

由1至3重力做功为零

物体所受的重力与它所处位置的.高度的乘积

是一个具有特殊意义的物理量。它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致。因此，我们把物理量叫做重力势能。

2．重力势能

重力势能的定义物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。

重力势能是矢量？还是标量？与所有的能量一样，是标量

重力势能的单位： 焦耳 符号是 J

重力做功与重力势能之间的关系

即物体由高处向低处运动重力做正功，重力势能减少；由低处运送到高处重力做负功，重力势能增加。

思考与讨论：阅读课本说一说，并回答上面有关问题。

如果重力做功与运动路径有关，能量变化不能表示重力做的功

练习2．质量是100 g的球从1．8 m的高处落到水平板上，又弹回到1．25 m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g取10 m/s2）

3．重力势能的相对性和系统性

讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有 相对性 。重力势能与高度有关，重力势能也有 相对性。

在研究重力势能是应该选择 参考平面 。在参考平面上，物体的重力势能为零；在参考平面上方物体的重力势能为正的，表示重力势能比零势能面的势能大；在参考平面下方物体的重力势能为负的，表示重力势能比零势能面的势能小。

参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m=0．5kg,．完成下列表格：

参考平面的选择

小球在A处的重力势能

小球在B处的重力势能

整个下落过程中重力的功

整个下落过程中重力势能增量

桌面

地面

重力势能是物体与地球组成的系统共同具有的。

例1在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为m=200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面。求：

（1）在第2 s末小球的重力势能；

解析：在第2 s末小球所处的高度为：______________________________

重力势能为：___________________________________________________

（2）在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化．

解析：前2s下降了 m , 前3s下降了 m，第3s内的位移 m

第3 s内重力做功为：_____________________________________

WG＞0，所以小球的重力势能_______，且减少了_____J。

例2如图5—26所示，质量为m物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。

解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为：_____________________________________

可见，物体上升的高度为：_____________________________________

从而，物体重力势能的增加量为：_____________________________________

课堂小结：

1．重力做功的特点：

与路径无关，只与起点和终点的高度差有关

2．重力势能：

3．重力做功与重力势能变化的关系：

4．重力势能是相对的 ，正负表示大小。

作业布置：

课本61页问题与练习第1，2题。

板书设计：

7.4重力势能

一、重力的功

三、重力势能的相对性

只与起点和终点的高度差有关。

1.重力势能与参考平面的选取有关，

与物体的路径无关。 但重力势能的变化量与参考平面的选取无关

2.势能是系统所共有的

二、重力势能

四、例题讲解

《重力势能》教学设计3

【学习目标】

(一)知识与技能

1.理解重力势能的定义及定义式。

2.知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。

3.理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

4.培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。

(二)过程与方法

1.在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。

2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。

(三)情感、态度与价值观

1.从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

2.通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。

3.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

【学习起点】

1.高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的.图片画面来支持。

2.学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段重点是定量的学习重力势能。

3.学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。

二、教学重点、难点

1.本节课重点是重力势能的概念及对重力势能的应用。

2.本节课难点是如何探究重力势能的概念。

三、教学方法

探究法，实验观察法，控制变量法，演绎推理法，讲授讨论，分析归纳法。

四、教学教具

铁球和橡胶球各一个，白纸若干张，CAI教学课件，视频展示台。

五、教学过程

(一)创设情境、激趣导入

投影多媒体图片：利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。

这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米/秒，爆炸力相当于20xx万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。可见，有些重力势能在自然界中的能量是巨大的。

过渡语：既然自然界中有些重力势能具有巨大的能量，那么我们人类可以将之加以利用。

这是一幅水力发电站图片，是利用水的重力势能来发电的。这些重力势能正在造福人类。(请同学们自己举些例子)

过渡语：当然，万事万物有利也有弊，如次巨大的重力势能也可能会造成重大的灾难。

这幅图片说的是20xx年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少100人失踪。(请同学们自己举些例子)

由以上资料可知，重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然，才能更主动的改造自然。今天这节课我们将深入地学习重力势能知识及其应用。

(二)启导互动、主体探究

通过前面对功和能关系的学习，我们知道了怎样判断一个物体具有能量，即：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量;而且对外做功越多，这个物体具有能量就越多。

《重力势能》教学设计4

学习目标：

（一）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，知道重力势能是物体和地球系统共有的。

（二）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

（三）情感、态度与价值观

1．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。

2．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。

学习过程：

一、重力的功

试求下列三种情况下重力的功：

图7．4-1：重力做功=

图7．4-2：重力做功=

图7．4-3：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？想一想我们是怎样推导出匀变速直线运动的公式的。重力做功=

这三个运动重力做功有什么关系，我们得到的结论：。

练习1：如图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3呢？

二、重力势能

重力势能的定义 重力势能是矢量？还是标量？重力势能的单位： 重力做功与重力势能之间的关系 。

思考与讨论：阅读课本说一说，并回答上面有关问题。

练习2．质量是100 g的球从1．8 m的`高处落到水平板上，又弹回到1．25 m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g取10 m/s2）

三、重力势能的相对性和系统性

讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有 。

重力势能与高度有关，重力势能也有 。在研究重力势能是应该选择 。参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m=0．5kg,．完成下列表格：

参考平面的选择

小球在A处的重力势能

小球在B处的重力势能

整个下落过程中重力的功

整个下落过程中重力势能的变化

桌面

地面

5．重力势能是 具有的。

例题：例1在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为m=200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面．求：

（1）在第2 s末小球的重力势能；

解析：在第2 s末小球所处的高度为：___________________________________

重力势能为：_________________________________________________________

（2）在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化．

解析：前2s下降了，《重力势能》学案设计

m , 前3s下降了 m，第3s内的位移 m

第3 s内重力做功为：________________________________________________

WG＞0，所以小球的重力势能_______，且减少了_____J．

例2如图5—26所示，质量为m物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。

解析物体离开地面后，弹簧的伸长量为：

可见，物体上升的高度为：

从而，物体重力势能的增加量为：

《重力势能》教学设计5

一、教学目标

理解重力势能的概念及重力做功与重力势能的关系；知道重力势能的相对性和势能是系统所共有的。

【过程与方法】

通过理论探究的过程，提升归纳总结的能力，体会用“理论推导”研究问题的方法。

【情感态度与价值观】

经历对生活中有关物理现象的观察，感受物理与生活的紧密联系，激发对自然规律的探索兴趣。

二、教学重难点

【重点】

重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

【难点】

重力势能的相对性。

三、教学过程

环节一：导入新课

教师先创设一个情景：如果将石块置于脚边和高空，哪种情况会给人危险的.感觉？思考造成这种感觉的原因，从而引出课题《重力势能》。

环节二：新课讲授

（三）重力势能的相对性

提问：人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？

生：向里跳到五楼的地板上

师：这个问题可以说明高度是有相对性的，这也就决定了重力势能的相对性。

提问：如果计算放在桌子上的物体具有多大的重力势能，只有一种结果吗？

生：不是的，会有不同的结果。因为选择不同的水平面做参考平面，在这个参考平面上的物体的

重力势能就为0。

师：研究不同的问题参考平面的选取也是不同的，不过我们常选地面为参考平面。在研究同一个问题时，参考平面选取的不同，不会影响问题的研究。因为研究物体的重力势能，有价值的是势能的差值，范文，而选择不同的参考平面对这个差值没有影响。

教师继续深化：若参考平面选定，上方物体的高度为正值，重力势能也是正值；下方物体的高度为负值，重力势能也是负值。负值表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要小。（可以类比温度计讲解）

（四）势能是系统所共有的

教师讲解：重力是地球与物体相互吸引而引起的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力做功，也就不存在重力势能，所以重力势能是这个系统的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。

环节三：巩固提升

结合本节课知识，小组讨论高空抛物为何危害大？

环节四：小结作业

学生总结本节所学内容。并完成课后相关习题。

四、板书设计

略。

五、教学反思

略。

《重力势能》教学设计6

一、教学目标

1．理解的概念：

(1)知道什么是重力势能，强调“势”的含义。

(2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式ep＝mgh，知道在国际单位制中，势能的单位是焦耳(j)；势能是标量。

(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。

2．掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。

3．知道弹性势能及其相关因素。

二、重点、难点分析

1．本节重点是重力势能的表达，重力做功与重力势能变化的关系。

2．对于势能这种潜在做功能力的理解：一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。

3．要强调重力做功与重力势能变化的相反量的.关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。

三、教具

投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出，节约时间和黑板空间)。

四、主要教学过程

(一)引入新课

我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？

根据学生的回答引出新课内容。

(二)教学过程设计

1．重力势能

利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。

从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢？

2．重力势能公式

功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。例如，用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功w＝mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh，也就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。用ep表示势能，则处于高度h处的物体的重力势能为：

ep＝mgh

即重力势能等于物体重力与高度的乘积。

从势能公式的指导可以看出，它与功一样，在国际单位制中的单位也是焦耳(j)，而且也是标量。它是由物体所处的位置状态决定的，所以与动能一样是状态量。

《重力势能》教学设计7

我教学的题目是高一物理第七章第五节重力势能。重力势能概念的建立是形成机械能概念的基础，也是今后形成更完整能量概念的保证。本节内容“重力势能”的学习也将为今后“电势能”的学习打下基础。

本教材提供了较多情景及几个问题来展开分析，

本课教学目标很明确：

⑴从重力势能的定量描述、单位、量性及它的相对性中理解重力势能的概念；

⑵理解重力势能得变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；

⑶了解弹性势能。

能力目标：

⑴学会从功和能的关系推导出重力势能的表达式；

⑵在小实验设计研究中，初步会用控制变量法设计实验；

⑶在讨论分析中激发质疑探究意识，提高质疑能力。

情感目标：生活实验中激发物理研究兴趣。

本节课着重解决了两个问题，即重力势能及其对称性；重力势能的变化与重力做功的关系，关于重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。这个关系由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学是要结合一些实例，解开学生的困惑。而难点是学生对重力势能相对性的理解。教学中用与温度的相对性类比的方法来突破这个难点。

学生对重力势能在初中已初步形成定性概念，知道重力势能是物体举高而具有的能，故本课引入要唤醒学生对这些概念的记忆，为定量认识重力势能打好铺垫。学生在前一节课“动能”学习中已体验定量研究的一些方法，这也为本课的研究学习打下了基础。但估计学生对“Ep=mgh”会进行公式化处理，出现只认公式不认理的现象，故引导学生对“Ep=mgh”中的“h”正确认识显得尤为重要。高一学生的研究探索、质疑提问能力很薄弱，通过本课在培养策略要取得一点突破。

依据教学大纲的要求和教材内容的特点、学生的特点，在本节教学中，让学生自己设计和完成实验，探索得到结论，充分体现“学生主体、教师主导”的教学模式。

以下为本课教学过程的'设计：

1、情景引入

展出三峡水库大坝的模拟照片，让学生欣赏图片的过程中，引导学生思考、发问，并启发到水坝的作用是提高水位，使水具有重力势能并引入课题，再提出问题“建成后的三峡水库可蕴含多少水的重力势能？” 激发学生对重力势能学习的迫切欲望。

通过图片情景，培养学生提问能力，并从三峡大坝的气势中激发学生的民族自豪感；与学生交流中回忆初中所学重力势能概念。

2、实验探究

在初中知识掌握的基础之上，让学生用身边的小物件设计实验验证重力势能与哪些量有关（书落手上、笔穿纸巾），研究探索后，再让学生自己总结得出结论，体现重力势能是由物体质量和相对位置决定的能量。并让学生猜想Ep与m、h的定量关系。

3、建立概念

重力势能的大小是否与重力做功有关系？给学生三个简单的运动过程，例从某高度做自由落体，从光滑斜面由静止滑下，沿曲面从与前两者相同的初平面运动至同一末平面，让学生运算三种情况下重力的功《重力势能》教学设计 ，类比于从动能定理《重力势能》教学设计 ，得到动能的定量表达式，也从中得到重力势能的定量关系：Ep=mgh。接着得到重力做功与重力势能变化量的关系：《重力势能》教学设计 ，从自由下落过程中的重力做功与重力势能具体变化间的关系，帮助学生理解“-”和“=” 的含义。提供情景，物体越高，重力势能越大吗？展开对=g中“h”的大讨论，总结重力势能是对于某个参考面来说的。再讨论中“h”含义。从中在学生互促学习中对重力势能的相对性有真正地理解。

4、提出问题

《重力势能》教学设计 ，E p=mgh中，“△h”与“h”的区别？引出重力势能具有相对性。明确指出“△h”是绝对量，“h”是相对量，所以重力势能是具有相对性的，要确定物体在某一状态所具有的重力势能，就必须首先选择一零势能面作参考。而后类比温度来讲明重力势能是标量，但有正负，启发学生思考其正负的含义。

5、弹性势能

小结重力势能概念形成过程，结合情景图片，让学生发现弹性势能与重力势能的共同点，都是由物体的相对位置决定的能量，并且都是客观存在的能。

6、概括总结,作业布置

必做题：P/45：1、3、5

本课较多采用的是情景讨论法，教师不是简单的呈现问题让学生解决，而是创设问题情景，让学生从中发现问题、提出问题，并在强烈内驱作用下进入学生小组合作探究、讨论过程，使研究性学习方式渗透到学科课堂教学中，一节课上尽可能有实验可操作、有问题可讨论、有平台可交流。在该教法中，教师对学生讨论过程的把握显得尤为重要，对学生的问题、讨论点的评价要及时，并能产生激励效应。

第四篇：《重力势能》教学设计

我教学的题目是高一物理第七章第五节重力势能。重力势能概念的建立是形成机械能概念的基础，也是今后形成更完整能量概念的保证。本节内容“重力势能”的学习也将为今后“电势能”的学习打下基础。

本教材提供了较多情景及几个问题来展开分析，本课教学目标很明确：

⑴从重力势能的定量描述、单位、量性及它的相对性中理解重力势能的概念；

⑵理解重力势能得变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；

⑶了解弹性势能。

能力目标：

⑴学会从功和能的关系推导出重力势能的表达式；

⑵在小实验设计研究中，初步会用控制变量法设计实验；

⑶在讨论分析中激发质疑探究意识，提高质疑能力。

情感目标：生活实验中激发物理研究兴趣。

本节课着重解决了两个问题，即重力势能及其对称性；重力势能的变化与重力做功的关系，关于重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。这个关系由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学是要结合一些实例，解开学生的困惑。而难点是学生对重力势能相对性的理解。教学中用与温度的相对性类比的方法来突破这个难点。

学生对重力势能在初中已初步形成定性概念，知道重力势能是物体举高而具有的能，故本课引入要唤醒学生对这些概念的记忆，为定量认识重力势能打好铺垫。学生在前一节课“动能”学习中已体验定量研究的一些方法，这也为本课的研究学习打下了基础。但估计学生对“Ep=mgh”会进行公式化处理，出现只认公式不认理的现象，故引导学生对“Ep=mgh”中的“h”正确认识显得尤为重要。高一学生的研究探索、质疑提问能力很薄弱，通过本课在培养策略要取得一点突破。

依据教学大纲的要求和教材内容的特点、学生的特点，在本节教学中，让学生自己设计和完成实验，探索得到结论，充分体现“学生主体、教师主导”的教学模式。

以下为本课教学过程的设计：

1、情景引入

展出三峡水库大坝的模拟照片，让学生欣赏图片的过程中，引导学生思考、发问，并启发到水坝的作用是提高水位，使水具有重力势能并引入课题，再提出问题“建成后的三峡水库可蕴含多少水的重力势能？” 激发学生对重力势能学习的迫切欲望。

通过图片情景，培养学生提问能力，并从三峡大坝的气势中激发学生的民族自豪感；与学生交流中回忆初中所学重力势能概念。

2、实验探究

在初中知识掌握的基础之上，让学生用身边的小物件设计实验验证重力势能与哪些量有关（书落手上、笔穿纸巾），研究探索后，再让学生自己总结得出结论，体现重力势能是由物体质量和相对位置决定的能量。并让学生猜想Ep与m、h的定量关系。

3、建立概念

重力势能的大小是否与重力做功有关系？给学生三个简单的运动过程，例从某高度做自由落体，从光滑斜面由静止滑下，沿曲面从与前两者相同的初平面运动至同一末平面，让学生运算三种情况下重力的功《重力势能》教学设计，类比于从动能定理《重力势能》教学设计，得到动能的定量表达式，也从中得到重力势能的定量关系：Ep=mgh。接着得到重力做功与重力势能变化量的关系：《重力势能》教学设计，从自由下落过程中的重力做功与重力势能具体变化间的关系，帮助学生理解“-”和“=” 的含义。提供情景，物体越高，重力势能越大吗？展开对=g中“h”的'大讨论，总结重力势能是对于某个参考面来说的。再讨论中“h”含义。从中在学生互促学习中对重力势能的相对性有真正地理解。

4、提出问题

《重力势能》教学设计，E p=mgh中，“△h”与“h”的区别？引出重力势能具有相对性。明确指出“△h”是绝对量，“h”是相对量，所以重力势能是具有相对性的，要确定物体在某一状态所具有的重力势能，就必须首先选择一零势能面作参考。而后类比温度来讲明重力势能是标量，但有正负，启发学生思考其正负的含义。

5、弹性势能

小结重力势能概念形成过程，结合情景图片，让学生发现弹性势能与重力势能的共同点，都是由物体的相对位置决定的能量，并且都是客观存在的能。

6、概括总结,作业布置

必做题：P/45：1、3、5

本课较多采用的是情景讨论法，教师不是简单的呈现问题让学生解决，而是创设问题情景，让学生从中发现问题、提出问题，并在强烈内驱作用下进入学生小组合作探究、讨论过程，使研究性学习方式渗透到学科课堂教学中，一节课上尽可能有实验可操作、有问题可讨论、有平台可交流。在该教法中，教师对学生讨论过程的把握显得尤为重要，对学生的问题、讨论点的评价要及时，并能产生激励效应。

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第五篇：重力势能教学设计（通用）

重力势能教学设计（通用6篇）

作为一位杰出的老师，通常需要用到教学设计来辅助教学，教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。那么教学设计应该怎么写才合适呢？下面是小编为大家整理的重力势能教学设计（通用6篇），供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

一、学习目标

(一)知识与技能

1.理解重力势能的定义及定义式。

2.知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。

3.理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。

4.培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。

(二)过程与方法

1.在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。

2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。

(三)情感、态度与价值观

1.从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

2.通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。

3.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

二、学习起点

1.高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。

2.学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段重点是定量的学习重力势能。

3.学生已学习了功的概念和计算方法，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。

三、教学重点、难点

1.本节课重点是重力势能的概念及对重力势能的应用。

2.本节课难点是如何探究重力势能的概念。

四、教学方法

探究法，实验观察法，控制变量法，演绎推理法，讲授讨论，分析归纳法。

五、教学教具

铁球和橡胶球各一个，白纸若干张，CAI教学课件，视频展示台。

六、教学过程

(一)创设情境、激趣导入

投影多媒体图片：利用生活常见事例，创设问题情景，激发学生兴趣。

这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米/秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。可见，有些重力势能在自然界中的能量是巨大的。

过渡语：既然自然界中有些重力势能具有巨大的能量，那么我们人类可以将之加以利用。

这是一幅水力发电站图片，是利用水的重力势能来发电的。这些重力势能正在造福人类。(请同学们自己举些例子)

过渡语：当然，万事万物有利也有弊，如次巨大的重力势能也可能会造成重大的灾难。

这幅图片说的是20xx年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少100人失踪。(请同学们自己举些例子)

由以上资料可知，重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然，才能更主动的改造自然。今天这节课我们将深入地学习重力势能知识及其应用。

(二)启导互动、主体探究

通过前面对功和能关系的学习，我们知道了怎样判断一个物体具有能量，即：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量;而且对外做功越多，这个物体具有能量就越多。

能力目标：

⑴学会从功和能的关系推导出重力势能的表达式；

⑵在小实验设计研究中，初步会用控制变量法设计实验；

⑶在讨论分析中激发质疑探究意识，提高质疑能力。

情感目标：

生活实验中激发物理研究兴趣。

本节课着重解决了两个问题，即重力势能及其对称性；重力势能的变化与重力做功的关系，关于重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。这个关系由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学是要结合一些实例，解开学生的困惑。而难点是学生对重力势能相对性的理解。教学中用与温度的相对性类比的方法来突破这个难点。

学生对重力势能在初中已初步形成定性概念，知道重力势能是物体举高而具有的能，故本课引入要唤醒学生对这些概念的记忆，为定量认识重力势能打好铺垫。学生在前一节课“动能”学习中已体验定量研究的一些方法，这也为本课的研究学习打下了基础。但估计学生对“Ep=mgh”会进行公式化处理，出现只认公式不认理的现象，故引导学生对“Ep=mgh”中的“h”正确认识显得尤为重要。高一学生的研究探索、质疑提问能力很薄弱，通过本课在培养策略要取得一点突破。

依据教学大纲的要求和教材内容的特点、学生的特点，在本节教学中，让学生自己设计和完成实验，探索得到结论，充分体现“学生主体、教师主导”的教学模式。

以下为本课教学过程的设计：

1、情景引入

展出三峡水库大坝的模拟照片，让学生欣赏图片的过程中，引导学生思考、发问，并启发到水坝的作用是提高水位，使水具有重力势能并引入课题，再提出问题“建成后的三峡水库可蕴含多少水的重力势能？”激发学生对重力势能学习的迫切欲望。

通过图片情景，培养学生提问能力，并从三峡大坝的气势中激发学生的民族自豪感；与学生交流中回忆初中所学重力势能概念。

2、实验探究

在初中知识掌握的基础之上，让学生用身边的小物件设计实验验证重力势能与哪些量有关（书落手上、笔穿纸巾），研究探索后，再让学生自己总结得出结论，体现重力势能是由物体质量和相对位置决定的能量。并让学生猜想Ep与m、h的定量关系。

3、建立概念

重力势能的大小是否与重力做功有关系？给学生三个简单的运动过程，例从某高度做自由落体，从光滑斜面由静止滑下，沿曲面从与前两者相同的初平面运动至同一末平面，让学生运算三种情况下重力的功《重力势能》教学设计，类比于从动能定理《重力势能》教学设计，得到动能的定量表达式，也从中得到重力势能的定量关系：Ep=mgh。接着得到重力做功与重力势能变化量的关系：《重力势能》教学设计，从自由下落过程中的重力做功与重力势能具体变化间的关系，帮助学生理解“-”和“=”的含义。提供情景，物体越高，重力势能越大吗？展开对=g中“h”的大讨论，总结重力势能是对于某个参考面来说的。再讨论中“h”含义。从中在学生互促学习中对重力势能的相对性有真正地理解。

4、提出问题

《重力势能》教学设计，Ep=mgh中，“△h”与“h”的区别？引出重力势能具有相对性。明确指出“△h”是绝对量，“h”是相对量，所以重力势能是具有相对性的，要确定物体在某一状态所具有的重力势能，就必须首先选择一零势能面作参考。而后类比温度来讲明重力势能是标量，但有正负，启发学生思考其正负的含义。

5、弹性势能

小结重力势能概念形成过程，结合情景图片，让学生发现弹性势能与重力势能的共同点，都是由物体的相对位置决定的能量，并且都是客观存在的能。

6、概括总结,作业布置

必做题：P/45：1、3、5

本课较多采用的是情景讨论法，教师不是简单的呈现问题让学生解决，而是创设问题情景，让学生从中发现问题、提出问题，并在强烈内驱作用下进入学生小组合作探究、讨论过程，使研究性学习方式渗透到学科课堂教学中，一节课上尽可能有实验可操作、有问题可讨论、有平台可交流。在该教法中，教师对学生讨论过程的把握显得尤为重要，对学生的问题、讨论点的评价要及时，并能产生激励效应。

一、教学目标

1、理解的概念：

(1)知道什么是重力势能，强调“势”的含义。

(2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式ep＝mgh，知道在国际单位制中，势能的单位是焦耳(j)；势能是标量。

(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。

2、掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。

3、知道弹性势能及其相关因素。

二、重点、难点分析

1、本节重点是重力势能的表达，重力做功与重力势能变化的关系。

2、对于势能这种潜在做功能力的理解：一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。

3、要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。

三、教具

投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出，节约时间和黑板空间)。

四、主要教学过程

(一)引入新课

我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？

根据学生的回答引出新课内容。

(二)教学过程设计

1、重力势能

利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。

从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢？

2、重力势能公式

功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。例如，用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功w＝mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh，也就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。用ep表示势能，则处于高度h处的物体的重力势能为：

ep＝mgh

即重力势能等于物体重力与高度的乘积。

从势能公式的指导可以看出，它与功一样，在国际单位制中的单位也是焦耳(j)，而且也是标量。它是由物体所处的位置状态决定的，所以与动能一样是状态量。

一、教学目标：

（一）知识与技能

1、理解重力势能的概念，强调“势”的含义，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和系统性。

（二）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。

（三）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。

二、教学重难点：

1、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。

2、教学难点：重力势能的相对性和系统性。

三、教学过程：

(一）新课引入

我们在追寻守恒量一节中找到了一个不变的量，并把它叫作能量。对于能量是如何来定义或是量度的呢？我们物理学中是通过功能关系来定义，并规定：功是能量转化的量度。实际上，物体做功的过程就是能量转化的过程。比如：把一个质量为m的物块举高，物块要克服重力做功的过程中，同时伴随着它的重力势能也在变化。这节课，我们就从重力做功的角度来定量地研究重力势能的表达式。[板书：重力势能]

(二)新课教学

1、重力做的功[板书]

提问1：前面我们提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特点？如1，小球在力F作用下由A点运动到B点过程中，力F做功怎么求？

(学生)答：恒力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。力F做的功为：。

总结：对于给定的物体，其重力所做的功应该也有这个特点。

（1）重力做功的特点：

重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关,与物体运动的路径无关。[板书]

提问2：怎么来证明呢？（让学生看书思考一下）

教师提示：如2所示，物体由A点沿三条不同的路径运动到B点的过程中，重力做的功为多少？（这里用到了微元思想）

总结：在这个过程中，重力所做的功都为：，得证重力做功与其运动路径无关，只与初末位置有关。

扩展：对于今后凡是碰到哪个力做功与路径无关，我们都可以引入一个相应的势能概念。

（2）重力做功的表达式：。

提问3：回过来看一看，既然功是能量转化的量度，表达式的右边表示的是什么？

总结：表示的能量之差，、就应该是物体在初末位置所对应的能量。也就是说就是我们寻找的重力势能的表达式。

2、重力势能[板书]

（1）定义：物体所受的重力与其所处的高度的乘积。

（2）表达式：。

（3）理解：①状态量，②标量，③单位：焦耳（J）。

（4）特点：

①具有相对性。因高度h具有相对性，重力势能也具有相对性。

提问4：对于讲桌上的粉笔盒，它所处的高度是多少？（等待学生思考）

要确定高度就必须先确定一个参考平面。我们把所选的参考平面认为势能为零。物体处在零势能面之上，就认为势能为正；处在零势能面之下，就认为势能为负。

提问5：物体大小形状不能忽略时，它距参考平面的高度怎么来确定？（等待学生思考）

物体大小形状不能忽略时，它距参考平面的高度应是物体重心到参考面的高度。如3所示。

②重力势能有正负，正负表示大小。

③具有系统性。物体的重力是地球施加的，如果没有地球，就不可能受到重力作用。重力势能应该归物体和地球所共有的。

例1如4所示，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上高h1=1.2m的A点下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。

（1）在表格中的空白处按要求填入数据。

所选择的的参考平面

小球在A点的重力势能

小球在B点的重力势能

整个过程中小球重力做的功

整个下落过程中小球重力势能的变化

桌面

地面

（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否会改变？

3、重力势能与重力做功的关系[板书]

上面重力做功的表达式就可以写成：。

讨论：当重力做正功时，重力势能就要减小，即。当重力做负功时，重力势能就要增加，即。

重力势能的变化定义为：。（与参考面的选取无关。）

提问6：我们发现例1中，整个过程中小球重力做的功与整个下落过程中小球重力势能的变化成什么关系？

总结：重力势能的变化与重力做功的关系：。

例2质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有的长度悬在桌面边缘，如5所示，松手后，链条滑离桌面，问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少？

四、课堂小结：

1、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关。

2、重力势能：。

3、重力势能具有相对性与系统性，具有正负且表示大小。

4、重力做功与重力势能变化的关系：。

五、作业布置：

课本66页问题与练习第2、4题。

教学目标

一、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。

二、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。

三、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。

教具

铁球、多媒体、课件等。

教学过程

一、导入新课

2002年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少100人失踪，如左图所示。

右图是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30—50米的铁质流星撞击地面的结果。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。

参考问题：1.我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们的是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成雪崩，一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？发生的雪崩为什么具有这么大的能量？

2.通过美国内华达州亚利桑那的陨石坑现象，你能说出这么大的能量与哪些因素有关？

二、新课教学

（一）重力的功

教师：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）

教师：比较容易做的是哪一个问题？

学生：第一个和第二个问题。

教师：为什么这两个问题容易研究呢？

学生：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的问题上比较容易研究。

教师：那么这两个问题的答案是什么呢？

学生：第一个问题中WG＝mgh=mghl－mgh2，第二个问题中WG=mglcosθ=mgh＝mgh1－mgh2，和第一个问题中所求出的答案相同。

教师：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？

学生：可能是相等的。

教师：我们来验证一下我们的猜想，第三个图的困难在哪里？

学生：力做功的路径是曲线。

教师：我们怎样突破这个难点呢？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。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。

教师：我们可以得到什么样的结论？

学生：重力做功与路径无关，与物体的初末位置有关，具体的表达式是WG=mgh1－mgh2，其中hl和h2表示物体所处位置的高度，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。

教师总结并板书：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点位置有关，而跟物体运动的路径无关。

练习：

1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）。

A.沿轨道1滑下重力做功多

B.沿轨道2滑下重力做功多

C.沿轨道3滑下重力做功多

D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多

答案：D

2.如图所示，一个质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为θ的固定斜面，沿斜面上升l的距离后又返回运动。若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：

（1）木块上升过程克服重力做功的平均功率；木块的重力势能变化了多少？

（2）木块从开始运动到返回到出发点的过程中，滑动摩擦力做的功是多少？

（3）木块从开始运动到返回到出发点的过程中，重力做的功是多少？

答案：

（1）mgv0sinθ/2mglsinθ

（2）2μmglcosθ

（3）0

（二）重力势能

教师演示实验：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：用大小不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。

学生观察思考并讨论，教师总结：

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。

1.重力势能的概念

2.重力势能的表达式：Ep=mgh

教师提出问题：重力做功引起了物体位置的变化，物体位置的变化引起重力势能的变化，重力做功与重力势能变化有什么关系呢？

引导学生推导，学生回答，教师点评、完善总结。

3.重力做功与重力势能变化的关系：

重力做功也可以写成WG=Ep1－Ep2当物体下落时，重力做正功mgh，WG>0，即Ep1>Ep2，这说明，重力做功，重力势能Ep减少，减少的值等于重力所做的功。同理，当物体上升时，重力做负功﹣mgh，重力势能Ep增加的值等于重力所做的功。要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功，重力做功是重力势能变化的量度。

即：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。重力势能的变化量与重力做的功数值相等。

练习：

1、一实心铁球和一实心木球质量相等，将它们放在同一水平面上，下列说法正确的是（）。

A、铁球的重力势能大于木球重力势能

B、铁球的重力势能等于木球重力势能

C、铁球的重力势能小于木球重力势能

D、上述三种情况都有可能

答案：D

2.下列说法正确的是（）。

A.物体克服重力做功，物体的重力势能增加

B.物体克服重力做功，物体的重力势能减少

C.重力对物体做正功，物体的重力势能增加

D.重力对物体做负功，物体的重力势能减少

答案：A

3.物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（）。

A.物体的重力势能一定为50J

B.物体的重力势能一定增加50J

C.物体的重力势能一定减少50J

D.物体的重力势能可能不变

答案：B

（三）重力势能的相对性

教师提出问题：将一个质量为5kg的铁球放在4楼一张1.5m高的桌子上，已知每层楼的高度均为2.5m，求铁球的重力势能。

要求学生分组计算，让各小组代表自由表述自己的`计算结果，教师暂不作评价。预测学生的计算情况，在高度的数值代入上有不同的意见，出现计算上的矛盾，此时，教师引导学生感受由于参考面的选取不同，给计算造成了不便，无法计算。因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度。

请学生分别写出上图中以B和地面C为零点的物体的重力势能：Ep1=mgh1，Ep2=mg（h1+h2）（h1=AB，h2=BC）。

总结：1.重力势能具有相对性，是与零点选取有关的，因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置。我们把重力势能为零的水平面叫做零势能面。通常以水平地面为零势能面。

2.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的物体，高度是负值，重力势能也是负值。物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。

自主学习：学生分别写出以B和地面C为零势能面情况下，物体落在B和落在地面C上时与初态的重力势能差：ΔEp1=-mgh1，ΔEp2=-mg（h1+h2），这是与零点选取无关的。

师生总结：不论我们如何选择参考系，对于一物理过程，重力势能的改变是一定的，即物体重力势能的变化与参考系的选取没有关系。我们今后的学习中，更多地是研究某物理过程中重力势能的变化，这时我们就可以适当选择参考系使问题简化，而不会影响结果。

练习：

1.将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，则（）。

A.不论选取什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增加量相同

B.不论选取什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等

C.不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等

D.不同的参考平面，两种情况中，重力最后的重力势能肯定不等

答案：A

2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体，若以地面为参考平面，则物体的重力势能有；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能是。

答案：－100J700J

（四）势能是系统所共有的教师：请同学们阅读教材P66“势能是系统所共有的”部分，思考讨论势能的系统性。

学生：阅读、讨论并理解。

教师总结：质量是物体的固有属性，而重力的施力物体是地球；没有物体，谈不上重力势能；没有地球施加重力，重力势能也就不复存在。重力势能是物体跟地球组成的系统所共有的，而不是物体单独具有的。

三、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。

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。

四、课堂训练

1.关于重力势能，下列说法正确的是（）。

A.重力势能的大小只由重物本身决定

B.重力势能恒大于零

C.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零

D.重力势能实际上是物体和地球所共有的2.关于重力势能与重力做功，下列说法正确的是（）。

A.物体克服重力做的功等于重力势能的增加

B.在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等

C.重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D、用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力的功与物体所增加的重力势能之和

3、关于重力势能的几种理解，下列说法正确的是（）。

A.重力对物体做正功时，物体的重力势能减小

B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零

C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等

D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能问题

4、将一个物体由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.与物体初、末位置高度差有关

5、一质量为1kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低2.5m。以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于__J；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于____J（g取10m／s2）

6、甲、乙两物体，质量大小关系为m甲=5m乙，从很高的同一高度处自由下落2s，重力做功之比为_____，对地面而言的重力势能之比为_____。

三、计算题

7、如图所示，一条铁链长为2m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？

答案：

1.D

2.AB

3.ACD

4.D

5.15﹣25

6.5:15:1

7.在这个过程中铁链重心上升了h=1m，所以，克服重力做功为：=100J，重力势能增加了100J。

五、布置作业

教材P66、67问题与练习第2、3题。

一、教学目的：

1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算、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、4、了解弹性势能、二、重点难点：

1.重力势能以及重力势能的变化与重力做功的关系.2.理解重力势能的相对性.三、教学方法：

演示实验、分析推理、讲授讨论.四、教具：

轻重不同的重锤一个、木桩、沙箱、橡皮筋.五、教学过程：

（一）引入新课：

大家知道水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么能来发电的呢？学习这节课后，我们将会了解这个问题。

通过前面对功和能的关系的学习，我们知道怎样判断一个物体具有能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。

演示重锤从高处落下，把木桩打进沙箱中，说明重锤对木桩做了功，举高的重锤具有能量。我们把重锤由于被学举高而具有的能量叫做重力势能。本节课将学习重力势能的有关知识。

（二）进行新课：

重力势能的大小与什么因素有关呢？

演示实验1：演示由质量不同的重锤从相同高度落下，木桩被打进沙箱的深度不同，引导学生分析得出：质量越大的重锤具有的重力势能越大。

演示实验2：演示用同一重锤从不同高度落下，木桩被打进沙箱的深度不同，引导学生得出：重锤高度越大，具有的重力势能越大。

怎样定量地表示重力势能呢？

把一个物体举高，要克服重力做功，同时物体的重力势能增加。一个物体从高处下落，重力做功，同时重力势力能减小。可见重力势能跟重力做功有密切关系。

如图1所示，设一个质量为的物体，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：

WG=gΔh=gh1-gh2

我们可以看出WG等于gh这个量的变化。在物理学中就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能用EP来表示。

1、重力势能

1定义：由于物体被举高而具有的能量。

2重力势能的计算式：EP=gh.即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积。

3重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中都是焦耳()

2、对EP=gh的理解：

1式中h应为物体重心的高度。

2重力势能具有相对性，是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时，应该明确选取零势面。

3重力势能可正可负，在零势面上方重力势能为正值，在零势面下方重力势能为负值。

4选取不同的零势面，物体的势能值是不同的，但势能的变化量不会因零势面的不同而不同。

例题1：边长为L，质量为的立方体物体静止放在地面，在其旁边有一高为H的水平桌面,如图2所示.1若选地面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？

2若选桌椅面为零势点，立方体物体的重力势能为多少？

学生先做，老师再讲。

解析：

1EP=gL/2.2EP=-g(H-L/2).3、重力势能的变化和重力做功的关系

引导学生进一步分析：图1中，重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能转化为物体的动能了。重力势能的变化是否在任意情况下都等于重力所做的功？重力做功有什么特点？

讨论1：物体从A点下落到B点过程中，如果受阻力作用，重力做的功与重力势能变化之间的关系是怎样的？

物体下落受到阻力，只影响物体动能的变化，不影响重力的功，重力势能的变化只与A、B两点的高度差有关。

WG=gh1-gh2=EP1-EP2.物体减少的重力势能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，减少的重力势能没有全部转化为动能。

讨论2：若物体从A点下落到B点后，再平移到与B点等高的C点，重力做的功是多少？重力做功与重力势能之间的关系又如何？如图3所示。

物体由B到C过程中重力不做功，重力势能也不变化，因此物体由A运动到C点过程中，重力的功仍是WG=gh1-gh2=EP1-EP2.物体减少的重力势能等于重力所做的功。

讨论3:若物体是从A点沿斜面滑到与B点等高的C点，上述关系是否成立？

设AC之间长为S，且与水平方向成θ角。

重力做功WG=Fssinθ=gh1-gh2

由此发现重力做功与路径无关，只跟初末位置高度有关，物体减少的重力势能仍等于重力所做的功。

讨论4:物体从B点分别匀速、加速、减速上升到A点，上述关系又是如何呢？

无论物体从B点上升到A点是匀速、加速、减速，重力都做负功，且都等于物体重力与初末位置高度差的乘积。而重力势能都增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功。但这三种情况中，由于所受拉力不同，物体动能的变化量等于合外力的功，动能变化量不相同。

师生共同总结出重力势能变化只与重力做的功有关，两者关系如下：

当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少。减少的重力势能等于重力所做的功。

当物体由低处运动到高处时，重力做负功，即物体克服重力做功，重力势能增加。增加的重力势能等于克服重力所做的功。

引导学生总结出重力做功的特点：

4.重力做功的特点：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关，跟物体的运动路径无关。

演示实验3:演示张紧的橡皮筋把纸团射出去，说明发生弹性形变的橡皮筋能够做功，因而具有能量------这种能量称为弹性势能。

5.弹性势能：发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。

引导学生举些具有弹性势能物体的实例。如张紧的弓、卷紧的发条、位伸或压缩的弹簧、击球时的网球拍等都具有弹性势能。初步了解弹簧所具有弹性势能的大小与什么因素有关。

分析：弹簧被拉伸或压缩的长度越大，恢复原状时对外做的功就越多，弹簧的弹性势能就越大。弹簧的弹性势能不跟弹簧的劲度有关，被拉伸或压缩的长度相同时，劲度越大的弹簧弹性势能越大。

重力势能和弹性势能是由相互作用物体的相对位置决定的，所以势能又叫位能。今后还将学习其它形式的势能。

例题2:沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端，以下说法中正确的是：

A、沿着坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多；

B、沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多；

C、沿长度大、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。

学生先做，老师再评讲。正确答案为D。

（三）课堂小结：

1.重力势能：由于物体被举高而具有的能量；重力势能的计算式：EP=gh.，即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积；重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中都是焦耳。

2.重力做功的特点：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关，跟物体的运动路径无关。

3.弹性势能：发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。

（四）、课外作业：

1.复习归纳本节课内容。

2.思考课本练习四第（1）、（3）题。

3.把练习四第(2)、(4)、(5)题做在作业本上。