2022年高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 教案

物理：《重力势能》教学设计  【教学目标】   （一）知识与技能   1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。   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，知道重力势能是物体和地球系统共有的   （二）过程与方法：用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程   （三）情感、态度与价值观   1．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．   2．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。   【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】启发、引导、讲练结合   【教学过程】   一、新课引入   有句话是“搬起石头砸自己的脚”，从物理的角度看待这一问题，搬起的石头有了做功的本领，它就具有了能，这种能我们称为重力势能。我们今天就来学习重力势能。   二、新课教学   物体重力势能发生变化时，必然牵扯到重力做功，物体下降时，重力做正功，重力势能减小；物体被举高时，重力做负功，重力势能增大。因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。    1．重力的功   重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过下列三种例子来探究一下。    思考：你认为这三个哪个比较容易做呢？   图7．4-1：重力做功=   图7．4-2：重力做功=mgcosθ   图7．4-3：本图中小球做曲线运动，怎样来求解呢？想一想我们是怎样推导出匀变速直线运动的公式的。重力做功=                          =   这三个运动重力做功有什么关系，我们得到的结论： 重力做功只跟它的起点与终点的位置有关，而与运动路径无关。  表达式   练习1：下图表示一个斜抛物体的运动，当物体由抛出位置1运动到最高位置2时，重力做功是多少？由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时，重力做功是多少？由位置1运动到位置3呢？   由1至2重力做功   由2至3重力做功   由1至3重力做功为零   物体所受的重力与它所处位置的高度的乘积是一个具有特殊意义的物理量。它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面它随着高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致。因此，我们把物理量叫做重力势能。   2．重力势能   重力势能的定义 物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。   重力势能是矢量？还是标量？与所有的能量一样，是标量   重力势能的单位：   焦耳      符号是J     重力做功与重力势能之间的关系   即物体由高处向低处运动重力做正功，重力势能减少；由低处运送到高处重力做负功，重力势能增加。   思考与讨论：阅读课本说一说，并回答上面有关问题。   如果重力做功与运动路径有关，能量变化不能表示重力做的功   练习2．质量是100g的球从1．8m的高处落到水平板上，又弹回到1．25m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g取10m/s2）    3．重力势能的相对性和系统性   讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道哪棵更高”这是说高度具有相对性。重力势能与高度有关，重力势能也有相对性。   在研究重力势能是应该选择参考平面。在参考平面上，物体的重力势能为零；在参考平面上方物体的重力势能为正的，表示重力势能比零势能面的势能大；在参考平面下方物体的重力势能为负的，表示重力势能比零势能面的势能小。   参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？例如根据图，m=0．5kg,．完成下列表格：  参考平面的选择小球在A处的重力势能小球在B处的重力势能整个下落过程中重力的功整个下落过程中重力势能增量桌面    地面        重力势能是物体与地球组成的系统共同具有的。    例1在离地80m处无初速释放一小球，小球质量为m=200g，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面。求：   （1）在第2s末小球的重力势能；   解析：在第2s末小球所处的高度为：______________________________   重力势能为：___________________________________________________   （2）在第3s内重力所做的功，重力势能的变化．   解析：前2s下降了    m,前3s下降了     m，第3s内的位移      m   第3s内重力做功为：_____________________________________   WG＞0，所以小球的重力势能_______，且减少了_____J。   例2 如图5—26所示，质量为m物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。    解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为：_____________________________________   可见，物体上升的高度为：_____________________________________   从而，物体重力势能的增加量为：_____________________________________   课堂小结：   1．重力做功的特点：   与路径无关，只与起点和终点的高度差有关    2．重力势能：   3．重力做功与重力势能变化的关系：   4．重力势能是相对的，正负表示大小。   作业布置：   课本61页问题与练习第1，2题。   板书设计：                        7.4重力势能 一、重力的功   三、重力势能的相对性  只与起点和终点的高度差有关。        1.重力势能与参考平面的选取有关，  与物体的路径无关。                    但重力势能的变化量与参考平面的选取无关                                       2.势能是系统所共有的二、重力势能                               四、例题讲解  高考学习网(www.gkxx.com)www.gkxx.com来源：高考学习网