重力勢能1.doc

第四節(jié) 重力勢能（第一課時）教師 王亞琪教學目標1、知識與技能（1）認識重力做功與路徑無關的特點；（2）理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算；（3）理解重力勢能的變化和重力做功的關系；（4）知道重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。2、過程與方法（1）根據(jù)已有的知識，利用極限的思想證明重力做功與路徑無關；（2）根據(jù)功和能的關系，推導重力勢能的表達式。使學生體會知識建立的方法。3、情感態(tài)度與價值觀：從對生活中有關的物理現(xiàn)象觀察、對已有知識的掌握得到物理結(jié)論，激發(fā)和培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的興趣。教學重點：重力做功與路徑無關，重力勢能的概念，重力勢能的變化和重力做功的關系。教學難點：重力勢能的變化和重力做功的關系，重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。教學內(nèi)容：（一）問題引入新課問題：水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的，水是利用什么來發(fā)電的呢？高處的石頭欲落下，你為什么害怕，急于要躲開呢？（物體由于被舉高而具有重力勢能。）功與能是兩個密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化，重力要做功，重力勢能發(fā)生變化。我們認識重力勢能，不能脫離重力做功的研究。（二）進行新課本節(jié)課就從重力做功的研究入手，來認識重力勢能。1、 重力做功的特點（5分鐘）（學生活動）下面請同學們根據(jù)功的計算公式分別計算甲、乙、丙三種情況中小球由A到B過程中重力所做的功。甲AABB乙h1h2hABhh2h1丙A1A2A3h1h2h3學生代表投影自己解題步驟并總結(jié)出重力做功的特點（教師總結(jié)）：根據(jù)功的定義式，力對物體做的功等于力的大小與力方向的位移乘積，物體不管沿那種路徑向下運動，只要初位置和末位置所處的高度相同，重力方向上的位移（即豎直高度）就相同，重力做的功就相同，也就是重力做功與路徑無關，只與起點和終點的位置有關，即與初末位置的高度差有關。結(jié)論：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。（目標檢測）：完成學案導練1如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高度為h處的斜面上的A點滾下經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當它到達h/4的D點時，速度為零，在這個過程中，重力做功為 2、重力勢能（學生活動）結(jié)合學案目標二導思部分閱讀課本重力勢能部分（5分鐘）（教師總結(jié)并板書）（5分鐘）我們知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，正是因為重力做功與路徑無關，說明與重力做功相關的能量才是一種“物體憑借其位置所具有的能量”，才是一種勢能，才能把mgh叫做重力勢能。如果重力做功與路徑有關，那么與重力做功相關的能量也就與路徑有關，就不能把mgh叫做重力勢能，正如摩擦力做功與路徑有關，對于摩擦力就不能引入相應的摩擦力勢能。（1）定義：地球上的物體具有的和它的高度有關的能量，叫做重力勢能。（2）表達式：Ep=mgh 即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。其中m表示物體的質(zhì)量，g表示地球表面附近的重力加速度，h表示物體距參考面的高度差h1h2h12（3）重力勢能為標量，只有大小沒有方向，但有正負之分，（正值表示物體所在位置在參考面的上方，負值表示物體所在位置在參考面的下方）其正負表示了重力勢能的大小。正值就比負值大。重力的功也是標量，也有正負之分，重力做功的正負表明了重力相對于受力物體在效果上講屬于動力還是阻力，功的正負不表示大小，比較功的多少時，不能帶正負號，即取絕對值比較。（4）單位：1J=1kgm/s2m=1Nm 3、 重力勢能的變化和重力做功的關系（10分鐘）教師出示問題問題1：分析上圖中小球從12和從21過程中，重力做功情況，重力勢能變化情況？（學生活動）自行解決，代表講解教師總結(jié)并板書分析：式中：為重力做功；EP1=mgh1為初位置的重力勢能；EP2=mgh2為末位置的重力勢能（以地面為參考面）。重力勢能的變化表示為：EP= EP2- EP1 則： Wmg= （EP2EP1）= EP問題2:小球沿傾角為光滑斜面下滑到底端，斜面的高度為h，計算重力做功及重力勢能的變化量。問題3:如果斜面粗糙結(jié)果如何？總結(jié)：（1）物體的高度下降時，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能減少的量等于重力所做的功；（2）物體的高度增加時，重力做負功，重力勢能增加，重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。（3）重力勢能變化只與重力做功有關，跟物體做什么運動以及是否同時還有其作用力（如牽引力、阻力等）的存在無關。（目標檢測）學案導練2（3分鐘）起重機以g/4的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？（3/4mgh,mgh,重力勢能增加了mgh）4、 重力勢能的相對性（7分鐘）閱讀課本61頁重力勢能相對性的內(nèi)容問題1：手拿教科書放在某一位置，問高度是多少？物體的高度總是相對某一水平面來說的。同樣，物體的重力勢能也是相對于某一水平面來說的，具有相對性。問題2：以天花板為參考平面，講桌上的粉筆盒重力勢能是多少？總結(jié)：（1）參考平面上，EP=0；（2）參考平面的選取一般以研究問題的方便為原則，一般以地面或所研究問題得最低點為參考平面。（3）對選定的參考平面而言： 上方：h0，EP0； 下方：h0，EP0，表示物體這個位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。5、 重力勢能的系統(tǒng)性（5分鐘）（學生活動）閱讀課本61頁勢能是系統(tǒng)所共有的這部分內(nèi)容重力勢能是地球與物體這一系統(tǒng)所共有的，不是物體單獨所有的，通常說某物體的重力勢能是多少，只是一種簡化的說法。（目標檢測）學案導練3（3分鐘）學生整理（2分鐘）板書設計：第四節(jié) 重力勢能1、重力做功：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。2、重力勢能（1）定義：地球上的物體具有的和它的高度有關的能量，叫做重力勢能。（2）定義式：Ep=mgh 即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。（3）重力勢能為標量。（4）單位：1J=1kgm/s2m=1Nm 3、重力勢能的變化和重力做功的關系Wmg=EP、物體的高度下降時，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能減少的量等于重力所做的功；、物體的高度增加時，重力做負功，重力勢能增加，重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。、重力勢能變化只與重力做功有關，與其他力無關。4、重力勢能的相對性（1）參考平面上，EP=0；（2）參考平面的選取一般以研究問題的