高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律重力勢能 說課一等獎

第四節(jié)重力勢能教學(xué)設(shè)計設(shè)計思想《重力勢能》這節(jié)課是學(xué)生第一次從定量的角度學(xué)習(xí)能量的具體表達(dá)形式。在以后的學(xué)習(xí)過程中，能量概念的重要性會被學(xué)生逐步認(rèn)識到，因而本節(jié)課的內(nèi)容具有非常重要的意義。就內(nèi)容的呈現(xiàn)方式來看，本節(jié)課有探究課的特點(diǎn)。因而從教學(xué)的角度來看，宜采取師生互動、引導(dǎo)、啟發(fā)的教學(xué)方式。教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1認(rèn)識重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上引出重力勢能的概念，并會用重力勢能的定義進(jìn)行計算。2理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。3知道重力勢能具有相對性。4知道重力勢能是物體和地球系統(tǒng)所共有。過程與方法：進(jìn)一步滲透科學(xué)探究的幾個要素。情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、勇于發(fā)現(xiàn)的品質(zhì)。教學(xué)重點(diǎn)1重力勢能的相對性。2對勢能為負(fù)的理解。教學(xué)難點(diǎn)1理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計算。2理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。教學(xué)資源教材、圖片、PPT教法設(shè)計引導(dǎo)式、啟發(fā)式、探究式、分組討論教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入：哪位同學(xué)知道三峽大壩有多高？（進(jìn)一步問）為什么要建這么高的大壩呢？其目的是什么呢？（分組討論一、兩分鐘）大家通過討論知道：三峽大壩建得高的目的主要是為了使水位更高，發(fā)出更多的電?？墒菫槭裁此桓呔湍馨l(fā)更多的電呢？從本章第一節(jié)我們已經(jīng)聽說了勢能的概念，也知道勢能與物體的位置有關(guān)。并且大家都知道物體由于被舉高而且有的勢能叫做重力勢能。也就是說水位高就意味著水的重力勢能大。可見重力勢能是與高度有關(guān)的。究竟是什么關(guān)系呢？這是我們這節(jié)課的研究目的之一。再問大家一個問題：若在天花板上不同的位置分別掛一個鉛球和乒乓球，你從下面走的時候有什么不同的心理感受？聯(lián)想到上面的問題，大家可以猜到：重力勢能與物體的質(zhì)量也有關(guān)系，并且在其它條件相同的情況下，質(zhì)量越大的物體，它的重力勢能也越大。那么重力勢能與物體的質(zhì)量究竟是什么關(guān)系？這也是我們這節(jié)課的研究目的之一。板書：重力勢能那么，我們?nèi)绾螌ふ抑亓菽芘c物體的質(zhì)量以及所處位置的關(guān)系呢？我們知道：如果我們把某個物體向上舉，那么這個物體就獲得了重力勢能。如果從做功的角度來看的話，在把物體向上舉的過程中，我們對物體做了功，物體所受的的重力做了負(fù)功。那么我們就嘗試從做功的角度來尋找重力勢能與物體的質(zhì)量以及所處位置的關(guān)系。PPT：課本圖我們一起來計算這個物體沿豎直方向從高度為h1的地方運(yùn)動到高度為h2的地方的過程中重力所做的功。PPT：課本圖我們接著來計算這個物體沿傾斜直線從高度為h1的地方運(yùn)動到高度為h2的地方的過程中重力所做的功。PPT：課本圖我們最后來計算這個物體沿任意的曲線從高度為h1的地方運(yùn)動到高度為h2的地方的過程中重力所做的功。如何計算第三幅中重力所做的功呢？受第二個圖的啟發(fā)，我們可以把曲線分割成若干小段，當(dāng)分得足夠小的時候，我們就可以認(rèn)為每一段都是直線，這樣求出重力在每一段上所做的功，再把所有的功相加，即得在這個過程中，重力所做的功。PPT：表達(dá)式：WG=mgΔh1+mgΔh2+mgΔh3+…=mg(Δh1+Δh2+Δh3+…)=mgh=mgh1-mgh2小結(jié)：從上面的計算我們可以看出：物體運(yùn)動時，重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體的運(yùn)動路徑無關(guān)。只要重力做正功，物體的重力勢能就減少；只要重力做負(fù)功，物體的重力勢能就增加。這個結(jié)論與物體的運(yùn)動形式無關(guān)，與物體的運(yùn)動路徑也無關(guān)。對比上面的表達(dá)式，可以看出：只要重力做正功，mgh這個量就減少，只要重力做負(fù)功，mgh這個量就增加?？梢姡琺gh作為一個整體是一個有特殊意義的物理。這個量既與物體的質(zhì)量有關(guān)，也與物體所處位置的高度有關(guān)。而這正與我們上面分析的重力勢能的基本特征一致。所以我們就把mgh叫做物體的重力勢能，通常用字母表示，即：板書：Ep=mgh重力勢能是標(biāo)量，它的單體與功的單位相同，在國際單位制中都是焦耳。有了重力勢能的表達(dá)式，重力做功與重力勢能的關(guān)系寫為：板書：WG=Ep1-Ep2提問：某同學(xué)把幾本書從三樓拿到五樓，書所受的重力做功為-30焦耳。現(xiàn)在從重力勢能的角度來理解這個-30焦耳是什么意思？教師小結(jié)：可見：重力做功實(shí)際上是與物體的重力勢能的變化直接相關(guān)的。在實(shí)際問題中，人們關(guān)心的往往是重力勢能的變化，談物體在某位置的重力勢能實(shí)際意義并不大。由于物體所處位置的高度具有相對性，這樣與此相關(guān)的重力勢能也具有相對性。那么，重力勢能的變化有沒有相對性呢？（分組練習(xí)）課本練習(xí)3師生小結(jié)：1物體在某位置所具有的重力勢是相對的，與參考平面的選擇有關(guān)系。2物體從一個位置運(yùn)動到另一個位置的過程中（物體在兩個位置的重力勢能的變化）是與參考平面的選擇無關(guān)的。（提問：與什么有關(guān)？）板書：重力勢能的相對性提問：1物體在某個位置的重力勢能是否有可能為負(fù)？物理意義是什么？2物體在兩個位置間重力勢能的變化是否可能為負(fù)？物理意義是什么？要求學(xué)生舉例說明。教師闡述：重力勢能是物體和地球系統(tǒng)所共有。課堂小結(jié)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對重力做功的特點(diǎn)有了一定的了解，在此基礎(chǔ)上引進(jìn)了重力勢能的定量表達(dá)式。進(jìn)一步得到了重力做功與重力勢能改變之間的關(guān)系，并體會了重力勢能的相對性。課后思考：1P60，說一說2重力勢能的表達(dá)式中出現(xiàn)了重力加速度，這說明了什么？作業(yè)：課本練習(xí)2、4。分組討論，得出結(jié)論學(xué)生思考回答學(xué)生分別計算三種情況下重力所做的功。分組討論，得出結(jié)論分組討論，舉例說明。通過日常生活經(jīng)驗，使學(xué)生知道重力勢能與物體的質(zhì)量以及所處位置的高度有關(guān)。讓學(xué)生通過計算知道重力做功的特點(diǎn)。通