教科版高一物理必修二教案：4.3势能(1)

4.3 势能 课时 1：重力势能 教学目标 知识目标 1、理解重力势能的概念，会用重力势的定义 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。 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现 象。 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、小组合作探究法 教学用具 小球（大小、质量均不同的两个）、装沙容器、沙子、投 影片 课时安排 1 课时 教 学 步 骤 导 入 新 课 一．情景创设，引入新课 情景体验......... 师生一起闭上眼睛体会：如果我们分别从高高的塔吊 下面和空中漂亮的千纸鹤下面经过，会有什么不一样的感 受？ 请学生分享体会。 我们之所以会害怕，是因为它们具有潜藏的能量。尽 管他还没有做功，但都蓄势待发，只要一放手，就会通过 做功把能量释放出来。这种能量就是我们今天要学习的重 力势能。 二．出示学习目标并齐读学习目标 三．新课教学，知识讲解 （一）分组实验： 定性探究：重力势能的大小与哪些因素有关系？ 1、探究方法：控制变量法 2、探究过程： （1）、把两个质量相同的钢球从不同高度释放，观 察钢球落在沙子中的深度。 （2）、把两个质量不同的钢球和塑料球从相同高度 释放，观察钢球落在沙子中的深度。 小组讨论并总结完成学案活动 1： 当质量相同时，高度越高，重力势能越大 当高度相同时，质量越大，重力势能越大 教师：这个结论只是一个定性的结论，我们如何定量 的得到重力势能与质量和高度的关系？ 新 课 教 学 把教材 65 页右上面三幅图简化成以上三幅图。 学生独立完成三种情况做功的分析过程。 请一个同学上台分享三种情况做功的分析过程。 小组展开讨论并总结完成活动 2 小组代表分享探究结论： 重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关。上 式左边 WG 是重力做的功，所以右边的 “mgh” 应当是物 体的某种能量。在物理学中，就用这个物理量表示物体的 重力势能。 学生齐读以上结论。 （三）学生齐读 65 页倒数第三段话得出： 计算重力势能时，必须选择参考面，这也叫零势能面。 选择的参考面不同，重力势能值不同，所以，重力势能具 有相对性。 （1）物体位于参考面以上，h > 0，Ep > 0。 新 课 教 学 （四）学生独立推导完成活动 3 请同学上台分享推导过程：ΔEP= =mgh 末 - mgh 初 小组讨论并总结得到：重力势能的变化量具有绝对性 （五）学生独立推导完成活动 4 请同学上台分享推导过程 WG＝mgh 初 - mgh 末＝EP 初－EP 末 ＝－（EP 末－EP 初） WG＝－ΔE ①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力 势能减少 Ep 初>Ep 末；重力势能减少的数量等于重力做的 功。 ②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力 势能增加 Ep 初－5J 二、重力势能变化量ΔEp 推导：ΔEP=Ep 末 - Ep 初=mgh 末 - mgh 初 结论：重力势能的变化量具有绝对性 三、重力做功与重力势能变化量的关系 推导：WG＝mgh 初 - mgh 末＝EP 初－EP 末 ＝－（EP 末－EP 初） 即 WG＝－ΔEP 结论：①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重 力势能减少 Ep 初>Ep 末；重力势能减少的数量等于重力做 的功。 ②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能 增加 Ep 初