《重力势能》教学案例

刘红玉

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）14-0177-01

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.理解重力做功与重力势能变化的关系。

4.知道重力势能具有选对性。

教材分析：

1.本节教材主要有以下一些概念、规律：重力势能的概念以及计算，重力势能变化与重力做功的对应关系的规律。

2.本节与以后章节内容相关性：零势面的选择是势能学习的基础，在以后高二学习电场表示电势能将继续用到；重力势能的计算是学习下一节“机械能守恒”的基础。

教学重难点：

1.教学重点：理解重力势能的概念以及重力势能大小的计算。

2.教学难点：理解重力势能的相对性以及重力做功的特点。

学情分析：

1.在初中已有知识的基础上学习重力势能是有一定的基础的。

2.学生已经学习了功，会功的计算。

3.微积分的思想已经有一定的基础。

教学过程：

导入：

视频：难见的雪崩

问：学生通过观看视频雪崩过后的情景回答为什么会有如此大的威力？

答：高处的积雪有势能。

引入今天的课题：重力势能

一、重力做功

引导：

物体由于被举高而具有势能，物体的高度发生变化时，重力要做功：

物体下降时，重力做正功；物体被举高时重力做负功。

因此，认识重力势能不应脱离对重力做功的研究。

自学互学：重力做功的特点

讨论与交流：

一个小球，分别按照上图中的三种路径由A点运动到C点，重力做的功是否相同？试用前面学的求功公式证明之。

交流展示：

分小组总结：

图一：W=mgh

图二：W=mglACcosθ=mgh

图三：采用微积分的思想

W=mgΔh1 +mgΔh2 +mgΔh3……=mgh

总结：重力做功的特点

物体运动时，重力对它所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。

二、重力势能

联想：力做功与重力势能有一定的关系，而重力做功W=mgh与质量和高度有关，在初中阶段大家学到的哪个物理量与这两个因素有关？

学生回答：重力势能。

认识重力势能：

1.重力势能的表达式：Ep=mgh

2.单位：焦耳 符号：J

3.标示量：标量

引申：重力做功与重力势能的关系

WG=mghA-mghB=EPA-EPB

讨论：

当WG >0，即EPA>EPB 重力做正功，重力势能减少。

當WG>0，EPA

三、重力势能的相对性

重力势能与参考平面的选择有关，其数值由参考平面的改变而改变。

回答：左图中小球的重力势能

学生：1.mgh1

2.mgh1+mgh2

师：选择的参考面造成最终的结果不同，可见要想明确物体的重力势能要选取合适的参考平面。

四、达标检测

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）

五、小结

1.重力势能：由于物体被举高而具有的能量。

2.重力势能 是标量有大小和正负（表大小），无方向。

3.单位：焦耳（J）。

4.重力势能表达式： EP =mgh。

5.重力势能具有“相对性”，选择不同的参考点/面（零势点/面），零势点/面选取以方便计算为原则。

6.重力势能变化与路径无关。