高中物理《重力勢能》教案
一、教學(xué)目標(biāo)：
�。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1．理解重力勢能的概念，強(qiáng)調(diào)“勢”的含義，會(huì)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和系統(tǒng)性。
（二）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(shí)的建立過程。
�。ㄈ┣楦�、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。
二、教學(xué)重難點(diǎn)：
1.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。
2.教學(xué)難點(diǎn)：重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。
三、教學(xué)過程：
(一）新課引入
我們在追尋守恒量一節(jié)中找到了一個(gè)不變的量，并把它叫作能量。對于能量是如何來定義或是量度的呢？我們物理學(xué)中是通過功能關(guān)系來定義，并規(guī)定：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。實(shí)際上，物體做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。比如：把一個(gè)質(zhì)量為m的物塊舉高，物塊要克服重力做功的過程中，同時(shí)伴隨著它的重力勢能也在變化。這節(jié)課，我們就從重力做功的角度來定量地研究重力勢能的表達(dá)式。[板書：重力勢能]
(二)新課教學(xué)
1．重力做的功[板書]
提問1：前面我們提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特點(diǎn)？如1，小球在力F作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，力F做功怎么求？
(學(xué)生)答：恒力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)。力F做的功為：。
總結(jié)：對于給定的物體，其重力所做的功應(yīng)該也有這個(gè)特點(diǎn)。
�。�1）重力做功的特點(diǎn)：
重力對物體做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。[板書]
提問2：怎么來證明呢？（讓學(xué)生看書思考一下）
教師提示：如2所示，物體由A點(diǎn)沿三條不同的路徑運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，重力做的功為多少？（這里用到了微元思想）
總結(jié)：在這個(gè)過程中，重力所做的功都為：，得證重力做功與其運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)。
擴(kuò)展：對于今后凡是碰到哪個(gè)力做功與路徑無關(guān)，我們都可以引入一個(gè)相應(yīng)的`勢能概念。
（2）重力做功的表達(dá)式：。
提問3：回過來看一看，既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，表達(dá)式的右邊表示的是什么？
總結(jié)：表示的能量之差，、就應(yīng)該是物體在初末位置所對應(yīng)的能量。也就是說就是我們尋找的重力勢能的表達(dá)式。
2．重力勢能[板書]
�。�1）定義：物體所受的重力與其所處的高度的乘積。
�。�2）表達(dá)式：。
（3）理解：①狀態(tài)量，②標(biāo)量，③單位：焦耳（J）。
�。�4）特點(diǎn)：
�、倬哂邢鄬π浴Ｒ蚋叨萮具有相對性，重力勢能也具有相對性。
提問4：對于講桌上的粉筆盒，它所處的高度是多少？（等待學(xué)生思考）
要確定高度就必須先確定一個(gè)參考平面。我們把所選的參考平面認(rèn)為勢能為零。物體處在零勢能面之上，就認(rèn)為勢能為正；處在零勢能面之下，就認(rèn)為勢能為負(fù)。
提問5：物體大小形狀不能忽略時(shí)，它距參考平面的高度怎么來確定？（等待學(xué)生思考）
物體大小形狀不能忽略時(shí)，它距參考平面的高度應(yīng)是物體重心到參考面的高度。如3所示。
�、谥亓菽苡姓�(fù)，正負(fù)表示大小。
③具有系統(tǒng)性。物體的重力是地球施加的，如果沒有地球，就不可能受到重力作用。重力勢能應(yīng)該歸物體和地球所共有的。
例1 如4所示，質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面以上高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m。
�。�1）在表格中的空白處按要求填入數(shù)據(jù)。
所選擇的的參考平面
小球在A點(diǎn)的重力勢能
小球在B點(diǎn)的重力勢能
整個(gè)過程中小球重力做的功
整個(gè)下落過程中小球重力勢能的變化
桌面
地面
（2）如果下落時(shí)有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)是否會(huì)改變？
3．重力勢能與重力做功的關(guān)系[板書]
上面重力做功的表達(dá)式就可以寫成：。
討論：當(dāng)重力做正功時(shí)，重力勢能就要減小，即。當(dāng)重力做負(fù)功時(shí)，重力勢能就要增加，即。
重力勢能的變化定義為：。（與參考面的選取無關(guān)。）
提問6：我們發(fā)現(xiàn)例1中，整個(gè)過程中小球重力做的功與整個(gè)下落過程中小球重力勢能的變化成什么關(guān)系？
總結(jié)：重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系：。
例2 質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L，開始放在光滑的水平桌面上時(shí)，有的長度懸在桌面邊緣，如5所示，松手后，鏈條滑離桌面，問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少？
四、課堂小結(jié)：
1．重力做功的特點(diǎn)：與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)。
2．重力勢能：。
3．重力勢能具有相對性與系統(tǒng)性，具有正負(fù)且表示大小。
4．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：。
五、作業(yè)布置：
課本66頁問題與練習(xí)第2、4題。
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