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4.3重力势能宜宾市四中李会连2教材分析学情分析教学重难点教法学法145说节环课教学程序63教学目标1教材分析1重力势能是机械能的重要组成部分，它被安排在教科版必修2第四章第三节。在学习本章第一节功的时候已经向学生传达了一个重要思想：功是能量转化的量度，紧接着第三节便以这个思想为指导，从定性到定量地探究重力做功与重力势能变化的关系，因此本节具有承上的作用。本节的讲解也为下节学生探究动能定理提供了思路、本节中重力做功与重力势能的变化之间的关系是学习“机械能守恒定律”的必备知识。因此，本节教材也具有启下的作用。1学情分析21．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能。2．学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。3．学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系。教学目标3知识与技能目标：1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能。2．掌握重力做功的特点,理解重力做功与重力势能的关系.3.知道重力势能具有相对性和系统性。根据上述教材结构与内容分析，依据课程标准，考虑到学生已有的认知结构、心理特征，制定如下教学目标：教学目标3过程与方法目标：1．通过对生活事件的观察,培养学生用物理思想解决实际问题的能力。2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法。3.学会用数学思想分析和研究物理问题的方法.教学目标3情感、态度、价值观：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。教学重难点4运用功能关系导出重力势能的定义式，理解重力做功与重力势能变化的关系本着课程标准，根据自己以往的学习和教学经验，在了解学生学习特点的基础上，确立了如下的教学重点、难点。重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。重点难点教法学法•教学方法：本节课主要采用有情景教学法，实验探究和理论探究结合法、讨论法等教学方法。•学习方法：为适应高一学生认知特征和思维发展水平，在本节课教学中，通过引导学生观察，理论推导，合作探究、归纳，得出结论，在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法，使学生受到自主学习方法的训练。2新课导入（图片）新课教学134教程过学课堂练习小结55作业布置看的过程中注意观察其中包含的物理现象？新课导入看的过程中注意观察其中包含的物理现象？新课导入老师总结：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．学生知道了重力势能的概念，那么就激发了想进一步知道重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢?从而引出主题，本节课我们就来学习这个问题．具体形象的图片画面来支持学生的抽象思维。【思考】为什么高空落下的物体会有这么大的威力？学生思考讨论回答：这是因为物体一旦处在一定高度，就具有了一定的能量。而当它从所处的高度落下时，这些能量就会以做功的形式释放出来。小实验：实验一：相同质量的钢珠，从不同高度下落。实验二：不同质量的钢珠，从同一高度下落。学生观察后得出结论：学生活动：体会实验验证问题的方法实验一：质量一定时，高度越高，重力势能越大。实验二：高度一定时，质量越大，重力势能越大让学生初步得出重力势能的定性关系。请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功第一种情况重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2物体竖直下落从A到BAhBh1h2第二种情况重力做的功：物体沿斜线运动从A到CAChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2第三种情况重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋···＝mg(Δh1＋Δh2＋···)＝mgh＝mgh1－mgh2•总结以上三种情况的结论，自然就得出重力做功的特点，同时引出重力势能的定量计算式。一、重力做功的特点：1、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。不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同．2、“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。WG＝mgh=mgh1－mgh2例：一质量为5kg的小球从5m高处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起的高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?(g=9.8m/s2)解:小球下落高度为5mWG=mgΔh=245J1、物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积．二.重力势能2、公式：Ep=mgh3、在国际单位制中的单位：焦耳(J)1J=1kg·m·s-2·m=1N·m4、重力势能是标量，状态量。又进一步通过物体高度变化时，重力做正功、负功使物体重力势能减少、增加，得出重力做功和重力势能变化关系。WG=Ep1-Ep25、重力做功与重力势能变化关系即如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功。即如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功。（1）当物体由高处向低处运动时，h1h2，WG0，所以EP1EP2。（2）当物体由低处向高处运动时，h1h2，WG0，所以EP1EP2。三、重力势能的相对性•1、参考平面：重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面。在参考平面，重力势能为0.【讨论】1.一个重为10N的花盆放在二楼的窗台上，其中窗台高1米，每层楼高4米，问花盆的重力势能是多少？教师创设实例，学生思考分析，教师辅导总结重力势能的相对性及重力势能的系统性。例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面-4J6J10J010J10J-10J-10Jh1h2AB选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同。对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关。203、重力势能的相对性：选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同。4、对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。重力势能的正负表示大小！重力势能：－3J＞－5J课堂练习作用：巩固新知，强化记忆A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等D相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能1、关于重力势能的几种理解，正确的是()D巩固提升练习1【讨论】那么重力势能是谁具有的呢?四、重力势能的系统性严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一致习惯简化的说法。A.重力势能只跟物体所处的初、末位置有关，与物体实际经过的路径无关B.重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关C.重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负D.重力势能的变化量等于重力对物体做的功2.下列关于重力势能的说法，正确的是()B巩固提升练习2练习31、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量()A.都具有不同的数值B.都具有相同的数值C.前者具有相同的数值，后者具有不同的数值D.前者具有不同的数值，后者具有相同的数值D巩固提升一、重力做功特点：与起点和终点的位置有关．与物体的路径无关．二、重力势能：物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积．Ep=mgh三、重力势能的相对性重力势能与参考平面的选取有关．但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．四、重力势能的系统性势能是物体和地球所共有的．板书设计重力势能一.重力做功的特点：重力做功只与初末位置的高度差有关，与路径无关二.重力势能1.内容：2.公式：Ep=mgh3.标量，状态量4.重力势能与重力做功的关系5.性质：相对性和系统性21mghmghhmgWGWG=Ep1-Ep2谢谢