魯科版必修二 2.2 勢能的改變 教案.docVIP

2.2 勢能的改變 一教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo) 1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計算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4.了解彈性勢能2、能力目標(biāo)1.根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式2.學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象3、德育目標(biāo)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)設(shè)計教學(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)系教學(xué)難點(diǎn):重力勢能的系統(tǒng)性和相對性教學(xué)方法:實(shí)驗觀察法、分析歸納法、講練法三教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入教師：打樁機(jī)的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進(jìn)地里，為什么?學(xué)生：因為重錘具有重力勢能教師：那么什么是重力勢能?學(xué)生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能思考：重力勢能大小和什么有關(guān)？ 演示實(shí)驗：在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子，沙子上放上一小桌實(shí)驗一：用一個鐵塊從不同高度釋放，撞擊小方凳，觀察小桌落在沙子中的深度實(shí)驗二：用大小不同的兩個鐵塊從同一高度釋放，分別撞擊小桌，觀察小桌落在沙子中的深度學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象：在實(shí)驗一中，物塊的釋放高度越大，小桌落在沙子中的深度越大在實(shí)驗二中，釋放的物塊質(zhì)量越大，小桌落在沙子中的深度大教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大二、新課教學(xué)(一)重力勢能 1.教師活動：在物理學(xué)中，我們用mgh這個物理量來表示物體的重力勢能。公式表示為：說明：重力勢能與物體的質(zhì)量和所處的高度有關(guān)，物體質(zhì)量越大，所處的高度越高，重力勢能越大。單位: j 標(biāo)量（二）重力勢能的相對性教師活動：讓學(xué)生思考講臺桌上粉筆盒的重力勢能（粉筆盒的質(zhì)量為m）。（學(xué)生此時會出現(xiàn)困惑，搞不清楚粉筆盒所處的高度，無法用公式來計算。教師此時引入零勢能參考平面）。教師活動：要計算粉筆盒的重力勢能，肯定要確定物體所處的高度，而物體的高度具有相對性。這時我們必須選定某一水平面，把這個水平面的高度定為零。則物體在該平面上的重力勢能也為零，這樣的水平面叫零勢能參考平面。（分析粉筆）：如果選取講臺為零勢能參考平面，放在桌上的粉筆重力勢能就為零。當(dāng)粉筆放在離講臺以上高度時，重力勢能為mg。當(dāng)粉筆放在講臺以下高度為時，重力勢能為-mg.物體具有負(fù)的重力勢能，表示它在該位置的重力勢能比放在參考面上所具有的重力勢能小。也就是說，在零勢能面上方的物體，重力勢能為正值，物體在該位置的重力勢能比放在參考面上所具有的重力勢能大。在零勢能面下方的物體，重力勢能為負(fù)值，物體在該位置的重力勢能比放在參考面上所具有的重力勢能小。更進(jìn)一步：分別選取地面和講臺作為零勢能面，計算粉筆盒從高為下落到高為時，重力勢能的變化量。小結(jié)：（1）重力勢能具有相對性，要確定物體的重力勢能，必須選取零勢能面。零勢能面選取的不同，物體所具有的重力勢能不同。 (2) 零勢能面可以任意選取，選取什么作為零勢能面，要根據(jù)具體情況來定，通常選擇地面作為零勢能面。 (3) 重力勢能的變化與零點(diǎn)選取無關(guān)（三）重力做功與重力勢能的改變。學(xué)生思考;1. 一個物體從高處下落，重力做什么功?重力勢能如何變化？2. 把一個物理舉高，重力做什么功?重力勢能如何變化？學(xué)生匯報討論結(jié)果：一個物體從高處下落，重力做正功，重力勢能減小。把一個物理舉高，重力做負(fù)功，即物體克服重力做功，物體的重力勢能增大。教師總結(jié)：從剛才的討論中可知：重力做正功，重力勢能減?。恢亓ψ鲐?fù)功，物體的重力勢能增大。即重力勢能的變化跟重力做功有密切聯(lián)系。那么，重力做功和重力勢能的變化到底存在什么定量關(guān)系呢？例：把一個質(zhì)量為的物體從距地面高為的a點(diǎn)下落到高為2的b點(diǎn)，求重力做的功？學(xué)生求解得到：重力所做的功為：wg（）教師活動：我們用來 表示物體在初位置的重力勢能，用 來表示物體在末位置的重力勢能，則討論得到：當(dāng)重力做正功時，w ，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功 當(dāng)重力做負(fù)功時，w , ,重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功（四）重力做功和物體運(yùn)動路徑的關(guān)系學(xué)生討論：小孩以不同的路徑從某一高度回到地面，重力對小孩做功大小有什么關(guān)系？為什么？教師引導(dǎo)：從“力做功的兩個要素：力與力方向上的位移”的角度思考。 從功能關(guān)系：重力做功是引起物體重力勢能變化的唯一因素的角度思考。教師活動：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量（2）是一定的教師：由此得到：重力所做的功只跟物體初位置有關(guān)，跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)(五)彈性勢能 彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種 能叫彈性勢能板書：發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時能夠?qū)ν庾龉Γ蚨哂心芰?，這種能量叫做彈性勢能教師：同學(xué)們能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎?學(xué)生：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時的撐桿等教師分析上述各例中彈性勢能和形變程度之間的關(guān)系，學(xué)生總結(jié)得到：形變程度越大，彈性勢能也越大.教師：到現(xiàn)在為止，我們已學(xué)習(xí)了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化，得到：勢能也叫位能勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的三、鞏固練習(xí)用投影片出示思考題：1.關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是a.當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少b.物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加c.地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值d.重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)2.物體在運(yùn)動過程中，克服重力做功為50 j，則a.重力做功為50 jb.物體的重力勢能一定增加50 jc.物體的動能一定減少50 jd.重力做了50 j的負(fù)功3.一物體從a點(diǎn)沿粗糙面ab與光滑面ac分別滑到同一水平面上的b點(diǎn)與c點(diǎn)，則下列說法中正確的是: a.沿ab面重力做功多 b.沿兩個面重力做的功相同c.沿ab面重力勢能減少多d.沿兩個面減少的重力勢能相同參考答案：1.abd 2.bd3.bd四、小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了：1.勢能由物體間的相互作用而產(chǎn)生，由它們的相對位