1、第1頁共7頁重力勢能（一）教材分析：本節知識點是人教版高一物理第七章第四節的內容，普通高中物理課程標準共同必修模塊“物理 2 2”中的二級主題“機械能與能源”的內容標準中涉及本節內容的條目是：“理解重力勢能，知道重力勢能的變化與重力做功的關系”，該條目要求學生理解什么是重力勢能，理解重力勢能的變化與重力做功之間的關系。同老教材相比，新教材認真分析了重力做功與路徑是否有關的問題。這樣做的目的不僅僅是為了追求嚴密，更是想有助于學生形成嚴肅認真的科學態度。教材在落實知識的同時，注重強調科學方法的滲透，引導學生用比較高的觀點處理問題。討論物體沿任意路徑運動過程中重力做功的問題時，又一次用到了極限的思想

2、。本節重力勢能是機械能的重要內容，“勢能的改變”是下節“能量守恒定律”的知識基礎，是本章的一個重要知識點。本節進述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關系，為下節講機械能守恒定律做好準備。同時在高中物理學習中，學生可能遇到的勢能還有：彈性勢能、電勢能、分子勢能，本節的講解思路也為學生學習電勢能、分子勢能打下堅實的基礎，所以重力勢能的學習對以后相關概念的學習至關重要。（二）學情分析：1.1.認知特點：高一學生開始從感性認識向理性認知過渡，從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經驗直接相聯系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。2.2.知識儲備：在初中時學生已經接觸過重力

3、勢能的概念，但只是處在對重力勢能、以及重力勢能與動能的相互轉化的定性分析上，通過前三節內容的學習，學生已學習了功的概念和計算方法，這些都為本節課的知識講解提供了必要的知識儲備。3.3. 學生能力：我所教的班級是雖然是普通校的學生，基礎相對來說較為薄弱，學習習慣也不是很好。但對于多數孩子來說思維還是比較活躍，具有一定的研究、學習能力。（三）教材處理：與過去教材相比，本書重點分析了重力做功與路徑無關的問題。為了讓學生能夠理解重力做功的特點，教材通過物體從 A A 點到 B B 點的不同路徑的計算，得出重力對物體所做的功只跟起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關的結論。學生對圖 7.47.41

4、 1 和圖 7.47.4-2-2 兩個路徑計算重力的功并不困難，但是要使學生真正認識到這一點同時也為曲線運動時重力做功做好鋪墊， 所以仍然要組織學生親自動手算一算這兩種情況下重力對物體做了多少功。 對于物體沿任意曲線運動的情況，引導學生運用極限的思想化曲為直，進而引導學生總結出重力做功的特點，在處理問題的過程中讓學生感受知識的形成過程，提第2頁共7頁高學生分析問題、形成結論的能力。通過對重力做功特點的研究，引入了重力勢能的概念。這一認知是逐漸建立起來的，教師結合在追尋守恒量”一節中所提到的勢能的定義，即物體勢能是相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。”啟發學生思考并得出，重力勢能應跟物體在地球

5、的相對位置有關，還應與物體受到的重力有關。然后讓學生體會教材中所寫的看起來，物體所受的重力 mgmg 與它所處位置的高度的乘積 mgh,mgh,是一個有特殊意義的物理量。”它的特殊意義在于：一方面與重力所做的功密切相關，另一方面它隨著高度的變化而變化，它恰恰是我們要尋找的重力勢能的表達式。根據重力做功的特點，引導學生總結重力做功與重力勢能變化的關系。通過舉例讓學生體會到：物體向上運動，重力做負功，重力勢能增加；重力做了多少功，重力勢能就增加多少。物體向下運動，重力做正功，重力勢能減少；重力做了多少功，重力勢能就減少多少。【教學設計】（一）教學目標1.1.知識與技能：.理解重力勢能的定義及定義式

6、，會用重力勢能的定義式進行計算。.理解重力做功與重力勢能的變化的關系，知道重力做功與路徑無關。.知道重力勢能具有相對性，知道重力勢能是物體和地球系統所共有。2.2.過程與方法：.通過推導重力做功與路徑無關的結論，讓學生親身感受知識的形成過程。.通過對物體沿曲線運動過程中重力做功的探究，讓學生體會用極限的思想化曲為直解決問題方法。3.3.情感、態度、價值觀：通過對打樁機打樁、滑滑梯等過程的分析培養學生對生活中有關物理現象的觀察和思考，激發和培養學生探索自然規律的興趣。（二）教學重點與難點重點：重力勢能的概念；重力做功跟重力勢能改變的關系難點：重力勢能相對性的理解（三）教學方法講授法分析探究法多媒

7、體輔助教學【教學過程】第3頁共7頁教學環節教學內容設計意圖【演木實驗】在一個透明的玻璃容器內裝上沙子，用一個鐵球從空中釋放，觀察鐵球落在沙子中的情況.分析：實沙子表面被砸了個坑，說明下落的鐵球對沙子做了功。通過演不實驗，引出重力鐵球能對沙子做功說明在空中的小球具有能量。勢能的概念以及影響重力驗問題一：被舉高的小球具有什么能？勢能的因素。在激發興趣問題二：由初中已學知識知道，重力勢能的大小與哪的同時通過設問引起學生引些因素有關：思考，為本節課做好鋪墊。問題三：小球在下落過程中，重力對它做什么功？小入球下落過程中，它的重力勢能和動能之間是如何轉化的?總結：被舉局的小球具有重力勢能，小球的重力勢能大

8、小與小球的質量以及小球的高度有關。在下落的過程中，重力對小球做正功，小球的重力勢能在減小動能在增加，也就是說小球的重力勢能的變化是和重力做功相伴隨的。本節課我們在初中學習的基礎上將更深入的去研究重力勢能，當然在研允重力勢能 N 前我們首先一起探允重力做功的特點。一.重力做功特點新情景導入：幼兒園小朋友從滑梯上沿不問的路徑滑回到地通過對實際生活中的現象課面。介紹，引入重力做功特點。講思考：解小朋友沿不同的路徑都能回到地面，若滑梯的高度為 h,則11在滑到地面的過程中，重力對小朋友做功是否相問？11，伸：小球分別沿三種不問路徑從 A11啟導點下滑到 B 點。AQj【探究一】圖甲，小球沿直線從 A

9、點 TTh1根據甲圖的 W 景，試推導物體從 A點下落到 B 點的下落到 B 點，則重力做的功是多少？1h1過程中，重力做功的表達互動、答：WG=mgh=mg(hi-h2)上【探究二】圖乙，小球下落同樣高度甲主題探究沿斜面 A 點下滑到 B 點，重力做的功又是多少？答：WG=mgl-cos(90-$=mgh=mg(h1-h2)【教學過程】第4頁共7頁教學環節設計意圖根據乙圖情景，試推導小球從 A 點沿斜面下滑到 B 點的過程中重力做功的表達式。新課講解啟導互動、主題探究【探究三】圖丙，小球下落同樣高度沿一條任意曲面從 A點下滑到 B 點，重力做的功又是多少？教師引導：WG=mg(hi+Ah2+

10、W=mgh=mg(hi-h2)總結：重力做功的特點：重力做功與物體運動的路徑無關，只跟它的初、末位置高度差有關。WG=mgh=mg(hi-h2)=mghi-mgh2由上面的式子可以看出：左邊是重力做的功，右邊是某個物理量的變化值，我們把“mgh”表示為重力勢能。二、重力勢能1.重力勢能的表達式：Ep=mgh注意：.重力勢能是標量，其單位是 J。.h:物體的高度思考：(1)對于某一物體來說是不是越高重力勢能越大？(2)人從五樓上摔下來通常都會有危險，但小明從五樓窗臺上跳下來卻平安無事，為什么？總結：高度是相對的。我們只有確定了某一水平面的高度為零(參考平面)，才能說某個物體的高度， 也才能確定某

11、個物體的重力勢能， 就象右圖的小球一樣，如果以二樓的地面為參考平面，A 球就具有正的重力勢能而一樓的 B 球的重力勢能則為負值。 所以我們常說的每個物體的重力勢能勢能也是相對于某個參考平面而言的。2.重力勢能具有相對性-通常選擇地面為零勢能面。根據教師引導， 利用極限的思想化曲為直，探究物體沿曲面上從 A點下滑到 B 點的過程中重力做功的表達式學生根據前面三種情景重力做功情況，總結重力做功的特點引導學生和勢能的定義進行比較，加深對重力勢能的理解。通過設問，引導學生知道高度是有相對性的，為講解重力勢能的相對性打做好鋪墊。觀察圖片，進一步體會高度、重力勢能的相對性。【教學過程】第5頁共7頁【教學過

12、程】教學內容設計意圖第6頁共7頁教學環節新課講解啟導互動、主題探究教師講解：雖然高度具有相對性，但高度差h(=加寺2)是絕對的,也就是說物體下降的高度是絕對的，這個與我們選擇的參考平面是沒有關系的。同時也決定了勢能的變化值(差值)與參考平面選擇無關。3.重力勢能是系統所共有的由于重力是地球和物體之間的相互作用力，所以嚴格的說，我們通常所說的某個物體的重力勢能應該是屬于地球和物體所組成的這個系統所共有的，而不是這個物體所單獨具有的。平常所說某個物體的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法。三、重力做功與重力勢能變化的關系質量為1k1kg g 的小球，從桌面以上高 h h1=1.2m1.2m 的位置 1

13、 1 點下落到地面上的位置2 2點， 桌面高h h2 2=0.8m,=0.8m,完成下列表格：1Fdh21L_1jh hi參考平面Ep1Ep2Ep1-Ep2WG地面20J020J20J桌面12J-8J20J20J引導學生分析數據、得出結論：重力勢能具有相對性重力勢能的變化與參考平面的選擇無關WG=Ep1Ep2引導學生利用前面已推公式進行進一步的推導：WG=mgh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2=EPI-EP2=-(EP2-EPI)=-EpWG=-EP即：重力對物體做正功，物體的重力勢能減少；重力對物體做負功，物體的重力勢能增加。引導學生體會高度的相對性和高度差的絕對性聽講解，體會重力勢

14、能的系統性。根據教師所給例題，通過計算，完成表格。并根據表格內容，總結出重力勢能的相對性、重力勢能的變化的絕對性以及重力做功與重力勢能的變化關系。引導學生根據上面已推公式，表示出重力做功和重力勢能變化的關系式，加深對兩者之間關系的理解。【教學過程】教學內容設計意圖第7頁共7頁【教學過程】教學內容設計意圖第8頁共7頁教學環節【例題 1】如圖所示，表示一個斜拋物體的運動，在空中達到的最高點 2 的高度為 ho(1)物體由位置 1 運動到位置 2 時，重力做了多少功？物體克服重力做了多少功？物體的重力勢能增加了多少？典型例題、鞏固新知(2)物體由位置 2 運動到位置 3 時，重力做了多少功？物體的重

15、力勢能減少了多少？(3)物體由位置 1 運動到位置 3 時，重力做了多少功？物體的重力勢能變化了多少？【例題 2】關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是(ABD)A.當只有重力對物體做功，且重力對物體做正功的過程，物體的重力勢能一定減少B.物體克服重力做功的過程，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.重力做物體所做功的多少與參考平面的選取無關【例題 3】如圖所示，一物體從 A 點沿粗糙面 AB 與光滑面 AC 分別滑到同一水平面上的 B 點與 C 點，則下列說法中正確的是(BD)L，A.沿 AB 面重力做功多B.沿兩個面重力做的功相同C.沿 AB 面重力勢能減少的較多D,沿兩個面重力勢能的減少量相同【例題 4】質量是 50kg 的人沿著長 150m、傾角為 30的坡路走上土丘，重力對他所做的功是多少？他克服重力所做的功是