《重力势能》教学设计
【教学目标】
1．认识重力做功与路径无关的特点。
2．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
3．理解重力做功说重力势能在变化关系。
4．知道重力势能具有相对性。
5．知道重力势能是物体和地球系统所共有的。
【课 时】 1 课时
【重点难点】
重点：重力势能及其表达式。
难点：重力势能的相对性和相对性，重力做功与重力势能变化的关系。
【教学方法】
多媒体演示，理论推导、讲授法。
【教学过程】
一、导入新课
这一节我们定量地研究重力势能，为此首先要确定重力势能的表达式。
物体由于被举高而具有重力势能，在被举高过程中，重力要做功，重力做功的过
程也就是重力势能变化的过程，通过分析重力做功与路径无关的特点，推导得出重力
势能的表达式。进一步讨论重力势能具有相对性及重力势能是物体与地球系统所共有
的。
1．提出课题――重力势能
2．情景引入：
1、展示图片：雪崩、陨石坑、大瀑布。
2、激发学生根据生活中的经验提出更多的相关实例。
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？（可阅读课本 P64）
根据学生的回答引出新课内容。
初步得出结论：由以上实例可以知道，物体一旦处在一定高度时，就具有了一定
的能量。而当它从所处的高处落下时，这些能量就会以某一（做功）方式释放出来。
二、新课教学
1．重力势能
物体由于处在一定的高度而具有的能量是什么能量呢？这种能量的大小与哪些
因素有关呢？
直接得出结论：重力势能。
（1）动画视频播放：
相同高度两个不同质量的物体下落砸入砂坑的深度观察；
不同高度两个质量相同的物体下落砸入砂坑的深度观察；
（2）学生动手
用自己的课本做如下实验，根据感觉体会物体的重力势能与什么因素有关？
1）让学生自己用同一本书，从不同高度下落到课桌面的手上，看有什么不同感
受。
2）让学生用不同质量的书从同一高度下落到桌面的手上，看有什么不同的感觉。
做一做
（3）结论：
1）重力势能与高度有关。位置越高，重力势能越大。
2）重力势能与质量有关。质量越大，重力势能越大。
2．重力势能表达式
（1）重力做的功
能和功是密不可分的，请学生举例说明做功的过程也就是能量转化的过程。
设一个质量为 m 的球体，从高度是 h1 的位置，竖直向下运动到高度是 h2 的位置，
如图 4－1 这个过程中重力做的功是
WG=mgh=mgh1－mgh2
再看另一种情况。质量为 m 的物体仍然从上向下运动，高度由 h1 降为 h2，但这
次不是沿竖直方向，而是沿着倾斜的直线向下运动，如图 4－2.
物体沿倾斜直线运动的距离是 l，在这一过程中重力做的功是
WG＝mgcosθ•l=mgh=mgh1－mgh2
上面两种情况中，尽管物体运动的路径不同，但高度的变化是一样的，而且重力
做的功也是一样的。
假设这个物体沿任一路径由高度是 h1 的起点 A，运动到高度是 h2 的终点 B，如
图 4－3.我们把整个路径分成许多很短的间隔
Δ
图 4－1 图 4－2 图 4－2
AA1，A1A2，A2A3，……
由于每一段都很小，因而都可以近似地看做一段倾斜的直线。设每段小斜线的高
度差分别是
△h1, △h2, △h3 ……
则物体通过每段小斜线时重力做的功分别是：
mg△h1，mg△h2，mg△h3
物体通过整个路径时重力做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和，即
WG= mg△h1+ mg△h2+ mg△h3+…
=mg(△h1+△h2+△h3+…)
=mgh
=mgh1－mgh2
分析表明，物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟
物体运动的路径无关。
（2）重力势能的公式
mgh 这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做的功密切相关，另一方面它随
着高度的增加而增加、随着质量的增加而增加，恰与势能的基本特征一致。因此把物
理量 mgh 叫做物体的重力势能。
定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
表达式： (1)
单位： 焦耳，J
1J＝1kg•m•s-2•m=1N•m
矢量性： 标量
Ep=mgh
3．重力做功与重力势能的变化关系
（1）重力做功与重力势能的变化
判一判： 如上图，当物体向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变
化？请完成以下填空。
物体向下运动，重力做____（正/负）功，重力势能______（增加/减少）。
物体向上运动，重力做____（正/负）功，重力势能______（增加/减少）。
①如果重力做正功，WG>0，则 EP1>EP2，重力势能减少，
重力对物体做的功等于重力势能的减少量。（高度减小，下降）
②如果重力做负功，WG
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