重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)高中

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重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)高中第1篇

一、素養(yǎng)教育目標(biāo)高一物理重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)

〔一〕知識(shí)教學(xué)點(diǎn)

1．知道重力勢(shì)能的定義。

2．理解重力勢(shì)能的計(jì)算公式，知道重力勢(shì)能是標(biāo)量，單位是焦耳。

3．理解重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。

4．知道重力勢(shì)能的值是相對(duì)的，理解重力勢(shì)能正負(fù)的含義。

5．了解彈性勢(shì)能，知道彈簧的彈性勢(shì)能的決斷因素。

〔二〕技能訓(xùn)練點(diǎn)

1．據(jù)重力做功的特點(diǎn)，推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)方式。

2．從能的轉(zhuǎn)化角度和功能關(guān)系來(lái)說(shuō)明和分析物理現(xiàn)象

〔三〕德育滲透點(diǎn)

1．培育喜愛(ài)科學(xué)，崇尚科學(xué)的品質(zhì)

2．留意觀測(cè)和分析生活中的有關(guān)的物理現(xiàn)象，激發(fā)和培育探究自然規(guī)律的愛(ài)好。

〔四〕美育滲透點(diǎn)

讓同學(xué)體會(huì)到從自然現(xiàn)象中概括了來(lái)的物理概念具有的自然美，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)美。

二、學(xué)法引導(dǎo)

通過(guò)典型事例分析和試驗(yàn)演示來(lái)分析爭(zhēng)論，指導(dǎo)同學(xué)總結(jié)、歸納。

三、重點(diǎn)難點(diǎn)疑點(diǎn)及解決方法

1．重點(diǎn)

重力勢(shì)能大小的確定。

2．難點(diǎn)

重力勢(shì)能的相對(duì)性的理解，參考平面的選擇方法。

3．疑點(diǎn)

如何理解重力對(duì)物體做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值。

4．

1．演繹推導(dǎo)物體重力勢(shì)能的定義表達(dá)方式。

2．類比分析，舉例釋疑。

四、課時(shí)安排

1課時(shí)

五、教具學(xué)具預(yù)備

彈簧、鐵球、木球、玻璃缸、細(xì)沙、長(zhǎng)木板，木塊。

六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)

1．老師利用實(shí)例來(lái)引入問(wèn)題，利用試驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)同學(xué)爭(zhēng)論問(wèn)題，利用講解來(lái)加深對(duì)概念的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

2．同學(xué)觀測(cè)、分析、爭(zhēng)論、總結(jié)，并通過(guò)實(shí)例分析來(lái)形成技能。

七、教學(xué)步驟

〔一〕明確目標(biāo)

〔略〕

〔二〕整體感知

在復(fù)習(xí)中學(xué)掌控的重力勢(shì)能有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步依據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢(shì)能的計(jì)算公式，并通過(guò)實(shí)例分析，理解重力勢(shì)能的相對(duì)性、正負(fù)含義等，并能精確地計(jì)算重力勢(shì)能值。

〔三〕重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程

【引入新課】

放錄像并講解：俄羅斯"和平號(hào)'空間站于2022年3月23日北京時(shí)間14時(shí)0分12秒全部殘片都已勝利安全地墜入預(yù)定的南太平洋海疆，墜毀過(guò)程極為壯麗漂亮，137噸的碩大無(wú)朋分解燃燒，天空中出一條條長(zhǎng)長(zhǎng)的金色軌跡。這是一個(gè)完滿的告辭，"和平號(hào)'的15年風(fēng)雨歷程將成為人類永恒的記憶。"和平號(hào)'的功績(jī)將永載史冊(cè)。

現(xiàn)提問(wèn)："和平號(hào)'空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？

碎片燃燒時(shí)，溫度可達(dá)3000℃，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)？

現(xiàn)在，就講重力勢(shì)能。

1．重力勢(shì)能

回憶中學(xué)的知識(shí)，可知。

〔l〕定義：物體由于被舉高而具有的能量。

演示試驗(yàn)，用木球和鐵球先后從同一高度處自由下落，落入玻璃缸中的細(xì)沙中，觀測(cè)到什么現(xiàn)象？這說(shuō)明白什么？〔鐵球深入細(xì)砂中的距離比木球要長(zhǎng)，這說(shuō)明，質(zhì)量大的物體在相同的高度時(shí)，重力勢(shì)能大，克服細(xì)砂阻力做功要多〕

用鐵球在不同的高度處自由下落，先后落入玻璃缸中的細(xì)砂里，觀測(cè)到什么現(xiàn)象，這又說(shuō)明白什么？〔鐵球在比較高的地方落下來(lái)，深入砂中的距離也比較長(zhǎng)，這說(shuō)明，同一個(gè)物體在比較高的地方重力勢(shì)能較大，克服細(xì)砂阻力做功要多〕

綜上所述，物體的重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)。

現(xiàn)在來(lái)推導(dǎo)重力勢(shì)能的定量表達(dá)式：投球的質(zhì)量為，從高度為的A點(diǎn)下落到高度為的B點(diǎn)，如下圖，重力所做的功為。

〔2〕重力勢(shì)能的表述式

物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢(shì)能是標(biāo)量，也是狀態(tài)量，其單位為。

〔3〕重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系

重力做功也可以寫成。

當(dāng)物體下落時(shí)，重力做正功，，可設(shè)，這說(shuō)明，重力做功，重力勢(shì)能減削，減削的值等于重力所做的功。

同理，當(dāng)物體上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能E增加，增加的值等于重力所做的功，要留意的是，重力做負(fù)功也可以說(shuō)成物體克服重力做功。

這種功能關(guān)系不僅適合于直線運(yùn)動(dòng)，也適合于曲線運(yùn)動(dòng)，重力做功只跟物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初、末位置的高度差有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。

提問(wèn)：一個(gè)物體的質(zhì)量為10g，把它置放在2樓的一張1高的桌面上，假設(shè)樓房的每層樓高3，求此物體的重力勢(shì)能值？

〔無(wú)法計(jì)算，由于沒(méi)有說(shuō)明物體的高度是以什么位置為零高度，從地面算起，物體的重力勢(shì)能，假設(shè)從二樓樓面算起，物體的重力勢(shì)為。對(duì)于不同的零高度點(diǎn)物體所對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能值也各不相同〕

2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性

正如上例所述，要確定物體重力勢(shì)能的大小，首先需要確定一個(gè)參考平面為零勢(shì)能面，假設(shè)定了零重力勢(shì)能參考平面，物體在此平面的下方，物體的重力勢(shì)能就為負(fù)，如上例把三樓底板為零重力勢(shì)能平面物體的重力勢(shì)能。

由此看來(lái)，物體重力勢(shì)能的正負(fù)還表示重力勢(shì)能的大小，在參考水平面以上的物體的重力勢(shì)能肯定大于參考平面以下物體的重力勢(shì)能。

要特別指出的是：重力勢(shì)能的改變縣與零重力勢(shì)能參考平面選擇無(wú)關(guān)，就似乎物體的高度值與選擇哪一點(diǎn)作為測(cè)量起點(diǎn)無(wú)關(guān)．至于選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視討論，解決問(wèn)題的方便而定。

與重力勢(shì)能相類似，還有彈性勢(shì)能。

3．彈性勢(shì)能

演示試驗(yàn)：把水平放置的輕彈簧一端固定，另一端系一木塊，壓〔或拉〕木塊，使彈簧縮短〔或伸長(zhǎng)〕再釋放木塊，讓彈簧的作用力帶動(dòng)木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)。

可知，發(fā)生彈性形變的物體能對(duì)外界做功，因而具有能量，這種能量就叫彈性勢(shì)能，它存在于發(fā)生彈性形變的物體之中。

舉出除彈簧以外的彈性勢(shì)能存在的實(shí)例

彈性勢(shì)能的`大小，與物體的性質(zhì)〔如勁度系數(shù)〕和形變量有關(guān)，可用試驗(yàn)演示彈簧形變量越大對(duì)外界做功可越多來(lái)說(shuō)明。

勢(shì)能又叫位能，它是由相互作用的物體的相對(duì)位置決斷，機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的勢(shì)能是重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱。

〔四〕總結(jié)、擴(kuò)展

1．勢(shì)能有多種，與高度有關(guān)的重力勢(shì)能和與形變有關(guān)的彈性勢(shì)能是力學(xué)中的兩種，在熱力學(xué)中有分子勢(shì)能，在電磁學(xué)中有電勢(shì)能等。

2．勢(shì)能是存在于有相互作用的物體之間，它是屬于有相互作用兩部分物體即物體系的，但不是有相互作用物體之間就有勢(shì)能存在，比如物體間的相互作用是摩擦力，但它們就不存在什么勢(shì)能。

3．勢(shì)能都是相對(duì)量，只有先走零勢(shì)能參考平面，勢(shì)能才有確定的值。

八、布置作業(yè)

P146練習(xí)四〔2〕〔4〕〔5〕

九、板書(shū)設(shè)計(jì)

1．重力勢(shì)能

〔1〕定義：物體由于被舉高而具有的能量。

〔2〕重力勢(shì)能的表達(dá)公式。

〔3〕重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。

物體下落

物體上升

2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性。

定了參考平面，物體重力勢(shì)能才有確定值。

重力勢(shì)能的改變與參考平面選擇無(wú)關(guān)。

3．彈性勢(shì)能

十、背景知識(shí)與課外閱讀

用能量最低原理求解兩例物理題

高中化學(xué)中講到"能量最低原理'在不違抗泡利原理的狀況下，核外電子總是盡先安排布在能量最低的軌道上，電子在該軌道上，處于穩(wěn)定狀態(tài)，其實(shí)，能量最低原理也適用于物體系物體系的穩(wěn)定狀態(tài)與系統(tǒng)的勢(shì)能有關(guān)，勢(shì)能越小那么狀態(tài)越穩(wěn)定。物體系在不受外力的狀況下，總處在勢(shì)能最小的狀態(tài)，即穩(wěn)定狀態(tài)。下面利用能量最低原理，求解兩例物理題。

［例1］一質(zhì)量勻稱不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如下圖．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩索AB的重心位置〔〕

A．漸漸上升B．漸漸降低

C．先降低后上升D．始終不變

解析：由能量最低原理知，物體在靜止?fàn)顩r下，總處于能量最低狀態(tài)〔即穩(wěn)定狀態(tài)〕．該狀態(tài)下重力勢(shì)能最小．故施力F后，細(xì)繩重心上升，應(yīng)選答案A。

［例2］如下圖．容器A、B中各有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下面是水．大氣壓恒定，A、B底部由帶閥門的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱，原先A中的水面比B中的高，打開(kāi)閥門，使A中的水漸漸向B中流，在這個(gè)過(guò)程中〔〕

A．大氣壓力對(duì)水做功，水的內(nèi)能增加

B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能不變

C．大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能不變

D．大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能增加

解析：由能量最低原理可知，打開(kāi)閥門見(jiàn)水達(dá)到平衡時(shí)應(yīng)具有最小勢(shì)能，故在打開(kāi)閥門至平衡過(guò)程中，水的重力勢(shì)能減?。钟深}意知整個(gè)裝置與外界絕熱，因此由能量守恒得，重力勢(shì)能的減削量轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，應(yīng)選答案D。

十一、隨堂練習(xí)

1．下面關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是〔〕

A．地球上的任何一個(gè)物體的重力勢(shì)能都有一個(gè)確定的值。

B．從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或下拋，落到地面時(shí)，物體的重力勢(shì)能改變是相同的。

C．在不同高度的物體具有的重力勢(shì)能可能相同。

D．低于零重力勢(shì)能面的物體的重力勢(shì)能肯定小于在零重力勢(shì)能平面以上物體的重力勢(shì)能。

2．如下圖，質(zhì)量為的物體置于水平地面上，其上表面樹(shù)立直著一根輕彈簧，彈簧長(zhǎng)為，勁度系數(shù)為，下端與物體相連接，現(xiàn)將彈簧上端緩緩豎直向上提起一段距離L，使物體離開(kāi)地面，這時(shí)物體重力勢(shì)能增加。

3．一根質(zhì)量分布不勻稱的金屬鏈條重30N，長(zhǎng)1，盤曲在水平地面上，當(dāng)從鏈條的A端漸漸提起鏈條到使它的另一端B恰好離開(kāi)地面需做功12，如改從B端漸漸提起鏈條使鏈條A端恰好離開(kāi)地面需要做功多少？

4．如下圖，桌面高為h，質(zhì)量為的小球從離桌面高為H處自由下落，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為零，那么小球落到地面前瞬間的機(jī)械能為〔〕

A．B．

C．D．

5．如下圖，物體從A點(diǎn)出發(fā)，沿3條不同的軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，那么在移動(dòng)的過(guò)程中重力做功的狀況是〔〕

A．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多

B．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多

C．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多

D．無(wú)論沿哪條路徑，做功都一樣多

6．質(zhì)量為1g的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落1s時(shí)，物體的動(dòng)能為，物體的重力勢(shì)能減削了。

答案：1．BCD2．3．184．B5．D6．5050

重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)高中第2篇

一、教學(xué)目標(biāo)：

高中物理《重力勢(shì)能》教案

〔一〕知識(shí)與技能

1．理解重力勢(shì)能的概念，強(qiáng)調(diào)"勢(shì)'的含義，會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算。

2．理解重力勢(shì)能的改變和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)。

3．知道重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性。

〔二〕過(guò)程與方法

用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親身感受知識(shí)的建立過(guò)程。

〔三〕情感、立場(chǎng)與價(jià)值觀

滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀測(cè)，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培育同學(xué)探究自然規(guī)律的愛(ài)好。

二、教學(xué)重難點(diǎn)：

1.教學(xué)重點(diǎn)：重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變的關(guān)系。

2.教學(xué)難點(diǎn)：重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性。

三、教學(xué)過(guò)程：

(一〕新課引入

我們?cè)谧穼な睾懔恳还?jié)中找到了一個(gè)不變的量，并把它叫作能量。對(duì)于能量是如何來(lái)定義或是量度的呢？我們物理學(xué)中是通過(guò)功能關(guān)系來(lái)定義，并規(guī)定：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。事實(shí)上，物體做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。比如：把一個(gè)質(zhì)量為m的物塊舉高，物塊要克服重力做功的過(guò)程中，同時(shí)伴隨著它的重力勢(shì)能也在改變。這節(jié)課，我們就從重力做功的角度來(lái)定量地討論重力勢(shì)能的表達(dá)式。[板書(shū)：重力勢(shì)能]

(二)新課教學(xué)

1．重力做的功[板書(shū)]

提問(wèn)1：前面我們提到恒力做功〔除摩擦力外〕有什么特點(diǎn)？如1，小球在力F作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，力F做功怎么求？

(同學(xué))答：恒力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。力F做的.功為：。

總結(jié)：對(duì)于給定的物體，其重力所做的功應(yīng)當(dāng)也有這個(gè)特點(diǎn)。

〔1〕重力做功的特點(diǎn)：

重力對(duì)物體做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。[板書(shū)]

提問(wèn)2：怎么來(lái)證明呢？〔讓同學(xué)看書(shū)思索一下〕

老師提示：如2所示，物體由A點(diǎn)沿三條不同的路徑運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力做的功為多少？〔這里用到了微元思想〕

總結(jié)：在這個(gè)過(guò)程中，重力所做的功都為：，得證重力做功與其運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。

擴(kuò)展：對(duì)于今后凡是遇到哪個(gè)力做功與路徑無(wú)關(guān)，我們都可以引入一個(gè)相應(yīng)的勢(shì)能概念。

〔2〕重力做功的表達(dá)式：。

提問(wèn)3：回過(guò)來(lái)看一看，既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，表達(dá)式的右邊表示的是什么？

總結(jié)：表示的能量之差，、就應(yīng)當(dāng)是物體在初末位置所對(duì)應(yīng)的能量。也就是說(shuō)就是我們查找的重力勢(shì)能的表達(dá)式。

2．重力勢(shì)能[板書(shū)]

〔1〕定義：物體所受的重力與其所處的高度的乘積。

〔2〕表達(dá)式：。

〔3〕理解：①狀態(tài)量，②標(biāo)量，③單位：焦耳〔J〕。

〔4〕特點(diǎn)：

①具有相對(duì)性。因高度h具有相對(duì)性，重力勢(shì)能也具有相對(duì)性。

提問(wèn)4：對(duì)于講桌上的粉筆盒，它所處的高度是多少？〔等待同學(xué)思索〕

要確定高度就需要先確定一個(gè)參考平面。我們把所選的參考平面認(rèn)為勢(shì)能為零。物體處在零勢(shì)能面之上，就認(rèn)為勢(shì)能為正；處在零勢(shì)能面之下，就認(rèn)為勢(shì)能為負(fù)。

提問(wèn)5：物體大小外形不能忽視時(shí)，它距參考平面的高度怎么來(lái)確定？〔等待同學(xué)思索〕

物體大小外形不能忽視時(shí)，它距參考平面的高度應(yīng)是物體重心到參考面的高度。如3所示。

②重力勢(shì)能有正負(fù)，正負(fù)表示大小。

③具有系統(tǒng)性。物體的重力是地球施加的，假如沒(méi)有地球，就不可能受到重力作用。重力勢(shì)能應(yīng)當(dāng)歸物體和地球所共有的。

例1如4所示，質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面以上高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m。

〔1〕在表格中的空白處按要求填入數(shù)據(jù)。

所選擇的的參考平面

小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能

小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能

整個(gè)過(guò)程中小球重力做的功

整個(gè)下落過(guò)程中小球重力勢(shì)能的改變

桌面

地面

〔2〕假如下落時(shí)有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)是否會(huì)轉(zhuǎn)變？

3．重力勢(shì)能與重力做功的關(guān)系[板書(shū)]

上面重力做功的表達(dá)式就可以寫成：。

爭(zhēng)論：當(dāng)重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能就要減小，即。當(dāng)重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能就要增加，即。

重力勢(shì)能的改變定義為：?！才c參考面的選取無(wú)關(guān)?！?/p>

提問(wèn)6：我們發(fā)覺(jué)例1中，整個(gè)過(guò)程中小球重力做的功與整個(gè)下落過(guò)程中小球重力勢(shì)能的改變成什么關(guān)系？

總結(jié)：重力勢(shì)能的改變與重力做功的關(guān)系：。

例2質(zhì)量為m的勻稱鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始放在光滑的水平桌面上時(shí)，有的長(zhǎng)度懸在桌面邊緣，如5所示，松手后，鏈條滑離桌面，問(wèn)從開(kāi)始到鏈條剛滑離桌面過(guò)程中重力勢(shì)能改變了多少？

四、課堂小結(jié)：

1．重力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)。

2．重力勢(shì)能：。

3．重力勢(shì)能具有相對(duì)性與系統(tǒng)性，具有正負(fù)且表示大小。

4．重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系：。

五、作業(yè)布置：

課本66頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)第2、4題。

重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)高中第3篇

本教材提供了較多情景及幾個(gè)問(wèn)題來(lái)開(kāi)展分析，

本課教學(xué)目標(biāo)很明確：

⑴從重力勢(shì)能的定量描述、單位、量性及它的相對(duì)性中理解重力勢(shì)能的概念；

⑵理解重力勢(shì)能得改變和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)；

⑶了解彈性勢(shì)能。

技能目標(biāo)：

⑴學(xué)會(huì)從功和能的關(guān)系推導(dǎo)出重力勢(shì)能的表達(dá)式；

⑵在小試驗(yàn)設(shè)計(jì)討論中，初步會(huì)用掌握變量法設(shè)計(jì)試驗(yàn)；

⑶在爭(zhēng)論分析中激發(fā)質(zhì)疑探究意識(shí)，提高質(zhì)疑技能。

情感目標(biāo)：生活試驗(yàn)中激發(fā)物理討論愛(ài)好。

本節(jié)課著重解決了兩個(gè)問(wèn)題，即重力勢(shì)能及其對(duì)稱性；重力勢(shì)能的改變與重力做功的關(guān)系，關(guān)于重力做正功，重力勢(shì)能減削，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。這個(gè)關(guān)系由于與動(dòng)能定理的表述不全都，同學(xué)往往不易理解，教學(xué)是要結(jié)合一些實(shí)例，解開(kāi)同學(xué)的困惑。而難點(diǎn)是同學(xué)對(duì)重力勢(shì)能相對(duì)性的理解。教學(xué)中用與溫度的相對(duì)性類比的方法來(lái)突破這個(gè)難點(diǎn)。

同學(xué)對(duì)重力勢(shì)能在中學(xué)已初步形成定性概念，知道重力勢(shì)能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒同學(xué)對(duì)這些概念的記憶，為定量認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能打好鋪墊。同學(xué)在前一節(jié)課"動(dòng)能'學(xué)習(xí)中已體驗(yàn)定量討論的一些方法，這也為本課的討論學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。但估量同學(xué)對(duì)"Ep=mgh'會(huì)進(jìn)行公式化處理，涌現(xiàn)只認(rèn)公式不認(rèn)理的現(xiàn)象，故引導(dǎo)同學(xué)對(duì)"Ep=mgh'中的"h'正確認(rèn)識(shí)顯得尤為重要。高一同學(xué)的討論探究、質(zhì)疑提問(wèn)技能很薄弱，通過(guò)本課在培育策略要取得一點(diǎn)突破。

依據(jù)教學(xué)大綱的要求和教材內(nèi)容的特點(diǎn)、同學(xué)的特點(diǎn)，在本節(jié)教學(xué)中，讓同學(xué)自己設(shè)計(jì)和完成試驗(yàn)，探究得到結(jié)論，充分表達(dá)"同學(xué)主體、老師主導(dǎo)'的教學(xué)模式。

以下為本課教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)：

1、情景引入

展出三峽水庫(kù)大壩的模擬照片，讓同學(xué)觀賞圖片的過(guò)程中，引導(dǎo)同學(xué)思索、發(fā)問(wèn)，并啟發(fā)到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢(shì)能并引入課題，再提出問(wèn)題"建成后的三峽水庫(kù)可蘊(yùn)含多少水的重力勢(shì)能？'激發(fā)同學(xué)對(duì)重力勢(shì)能學(xué)習(xí)的迫切欲望。

通過(guò)圖片情景，培育同學(xué)提問(wèn)技能，并從三峽大壩的氣概中激發(fā)同學(xué)的民族驕傲感；與同學(xué)溝通中回憶中學(xué)所學(xué)重力勢(shì)能概念。

2、試驗(yàn)探究

在中學(xué)知識(shí)掌控的基礎(chǔ)之上，讓同學(xué)用身邊的小物件設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證重力勢(shì)能與哪些量有關(guān)〔書(shū)落手上、筆穿紙巾〕，討論探究后，再讓同學(xué)自己總結(jié)得出結(jié)論，表達(dá)重力勢(shì)能是由物體質(zhì)量和相對(duì)位置決斷的.能量。并讓同學(xué)猜想Ep與m、h的定量關(guān)系。

3、建立概念

重力勢(shì)能的大小是否與重力做功有關(guān)系？給同學(xué)三個(gè)簡(jiǎn)約的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運(yùn)動(dòng)至同一末平面，讓同學(xué)運(yùn)算三種狀況下重力的功《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì)，類比于從動(dòng)能定理《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì)，得到動(dòng)能的定量表達(dá)式，也從中得到重力勢(shì)能的定量關(guān)系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢(shì)能改變量的關(guān)系：《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì)，從自由下落過(guò)程中的重力做功與重力勢(shì)能詳細(xì)改變間的關(guān)系，援助同學(xué)理解"-'和"='的含義。提供情景，物體越高，重力勢(shì)能越大嗎？開(kāi)展對(duì)=g中"h'的大爭(zhēng)論，總結(jié)重力勢(shì)能是對(duì)于某個(gè)參考面來(lái)說(shuō)的。再爭(zhēng)論中"h'含義。從中在同學(xué)互促學(xué)習(xí)中對(duì)重力勢(shì)能的相對(duì)性有真正地理解。

4、提出問(wèn)題

《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì)，Ep=mgh中，"△h'與"h'的區(qū)分？引出重力勢(shì)能具有相對(duì)性。明確指出"△h'是絕對(duì)量，"h'是相對(duì)量，所以重力勢(shì)能是具有相對(duì)性的，要確定物體在某一狀態(tài)所具有的重力勢(shì)能，就需要首先選擇一零勢(shì)能面作參考。而后類比溫度來(lái)講明重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，啟發(fā)同學(xué)思索其正負(fù)的含義。

5、彈性勢(shì)能

小結(jié)重力勢(shì)能概念形成過(guò)程，結(jié)合情景圖片，讓同學(xué)發(fā)覺(jué)彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的共同點(diǎn)，都是由物體的相對(duì)位置決斷的能量，并且都是客觀存在的能。

6、概括總結(jié),作業(yè)布置

必做題：P/45：1、3、5

本課較多采納的是情景爭(zhēng)論法，老師不是簡(jiǎn)約的呈現(xiàn)問(wèn)題讓同學(xué)解決，而是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，讓同學(xué)從中發(fā)覺(jué)問(wèn)題、提出問(wèn)題，并在劇烈內(nèi)驅(qū)作用下進(jìn)入同學(xué)小組合作探究、爭(zhēng)論過(guò)程，使討論性學(xué)習(xí)方式滲透到學(xué)科課堂教學(xué)中，一節(jié)課上盡可能有試驗(yàn)可操作、有問(wèn)題可爭(zhēng)論、有平臺(tái)可溝通。在該教法中，老師對(duì)同學(xué)爭(zhēng)論過(guò)程的把握顯得尤為重要，對(duì)同學(xué)的問(wèn)題、爭(zhēng)論點(diǎn)的評(píng)價(jià)要實(shí)時(shí)，并能產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)。

重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)高中第4篇

【設(shè)計(jì)思想】

《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì)模板

1.使同學(xué)對(duì)重力勢(shì)能概念的建立和理解有一個(gè)從感性到理性，從定性到定量的過(guò)程，在多媒體、試驗(yàn)、板書(shū)的運(yùn)用上，相互補(bǔ)充，克服了單一媒體運(yùn)用的呆板的課堂教學(xué)形式，幻燈片所展示的各種生動(dòng)、活潑、有趣的圖片，激發(fā)同學(xué)探究知識(shí)的欲望和積極性。

2.教學(xué)方法上看：運(yùn)用"試驗(yàn)〔舉例〕理論探究歸納實(shí)例討論'教學(xué)方法。貼近生活的實(shí)例、小試驗(yàn)，使同學(xué)的學(xué)習(xí)愛(ài)好高漲，。

【教材分析】

"勢(shì)能的轉(zhuǎn)變'是下節(jié)"能量守恒定律'的知識(shí)基礎(chǔ)，是本章的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)。本節(jié)進(jìn)述重力勢(shì)能及其相對(duì)性，重力勢(shì)能的改變以及與重力做功的關(guān)系。由于與動(dòng)能定理的表述不全都，同學(xué)往往不易理解，教學(xué)時(shí)最好能結(jié)合一些實(shí)例，從功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開(kāi)同學(xué)的困惑，為下節(jié)講機(jī)械能守恒定律及能量轉(zhuǎn)化和守恒定律做好預(yù)備。

【同學(xué)分析】

1.高一同學(xué)認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是：開(kāi)始從詳細(xì)的形象思維向抽象規(guī)律思維過(guò)渡，但思維還經(jīng)常與感性閱歷徑直相聯(lián)系，仍需詳細(xì)形象的圖片、視頻畫(huà)面來(lái)支持。

2.同學(xué)在中學(xué)時(shí)已接觸過(guò)重力勢(shì)能的概念，在高中階段要定量的學(xué)習(xí)重力勢(shì)能及體驗(yàn)建立過(guò)程。

3.同學(xué)已學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法。通過(guò)重力做功的計(jì)算來(lái)判斷重力勢(shì)能的改變，通過(guò)彈性力做功來(lái)判斷彈性勢(shì)能的改變。

【教學(xué)目標(biāo)】

㈠。知識(shí)與技能

1.理解重力勢(shì)能的概念，能用重力勢(shì)能的表達(dá)式計(jì)算重力勢(shì)能，知道重力勢(shì)能具有相對(duì)性、重力勢(shì)能的改變具有絕對(duì)性。

2.理解重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，并能用這一結(jié)論解決一些簡(jiǎn)約的實(shí)際問(wèn)題，知道重力做功與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。

3.理解重力功是物體重力勢(shì)能改變的量度。

4.知道彈性勢(shì)能的初步概念。

㈡。過(guò)程與方法

1.經(jīng)受"以理思物'的發(fā)散思維和"見(jiàn)物思理'理論探究歸納技能

2.體會(huì)用"試驗(yàn)法'和"理論推導(dǎo)'相互驗(yàn)證討論問(wèn)題的方法

㈢。情感立場(chǎng)與價(jià)值觀

1.滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀測(cè)，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培育同學(xué)探究自然規(guī)律的愛(ài)好。

2.預(yù)防高空墜物的社會(huì)公德教育，通過(guò)實(shí)例分析加強(qiáng)民族驕傲感和榮譽(yù)觀念。

3.體驗(yàn)科學(xué)不僅僅是認(rèn)識(shí)自然，挑戰(zhàn)自然，更在于能動(dòng)的改造自然。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

重點(diǎn)：重力勢(shì)能的的概念及重力做功跟重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變的關(guān)系。

難點(diǎn)：重力勢(shì)能的相對(duì)性、重力勢(shì)能改變的絕對(duì)性。

舉生活現(xiàn)象分析重力做功特點(diǎn)

通過(guò)實(shí)例探究WG=-EP關(guān)系

總結(jié)提升

練習(xí)反饋

彈性勢(shì)能初步了解

經(jīng)受探究過(guò)程得出EP=mgh

結(jié)合生活理解EP=mgh

【教學(xué)流程】

【教學(xué)過(guò)程】

一、視頻引入，激發(fā)愛(ài)好

我們看到一個(gè)冰天雪地、廣袤無(wú)垠的銀色世界，它帶給人們是圣潔、平和、清靜的感受，一種心靈的洗滌。但是一旦大量積雪從高處滑下形成雪崩。一面面白茫茫的雪墻移山倒海而來(lái)，你將感受到大雪崩所帶來(lái)最令人驚心動(dòng)魄的白色恐驚，將對(duì)人們的生命與財(cái)產(chǎn)帶來(lái)災(zāi)難

為什么這么美麗的雪花有如此大的破壞力？是由于它們具有潛在能量。只要一有機(jī)會(huì)，就會(huì)通過(guò)做功把這種能量釋放出來(lái)。我們將這種能量叫重力勢(shì)能。〔滲透：功是能量改變的量度，能量的改變通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。為下面試驗(yàn)定性檢驗(yàn)作理論鋪墊?！?/p>

定義：地球上的物體由于處于肯定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢(shì)能。用EP表示。

二、教學(xué)過(guò)程

〔一〕重力勢(shì)能

第一層次：探究EP=mgh

▲程序一：提出問(wèn)題：重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)？〔老師引導(dǎo)：假如我們要進(jìn)一步對(duì)重力勢(shì)能定量的討論，你需要解決什么問(wèn)題〕

▲程序二：建立假設(shè)

師：同學(xué)們可以依據(jù)已有的知識(shí)和閱歷，大膽提出自己的假設(shè)，并且說(shuō)明你的理由。

生：高度有關(guān)。

①由定義：地球上的物體由于處于肯定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢(shì)能。

②例如，放在地面上的石頭沒(méi)有殺傷力，一旦從較高處落下，就會(huì)很危急；一個(gè)杠鈴放在你的腳邊，你肯定不覺(jué)得什么？但是假如把它懸掛在你的頭頂之上，那肯定會(huì)讓你如坐針氈。"禁止高空拋物'；高層建筑在施工時(shí)需要有"工程防護(hù)網(wǎng)'等?！矟B透社會(huì)公德教育：預(yù)防高空墜物的危急〕

生：

①與物體的質(zhì)量〔重力〕有關(guān)。假如懸掛在頭頂之上的是一團(tuán)棉花，不是杠鈴，就不會(huì)覺(jué)得可怕。

②假如你的頭頂電線下懸掛的不是日光燈，而是200千克的杠鈴，你有何感受？

生：與質(zhì)量和高度都有關(guān)系?！怖蠋熥龊脤?duì)同學(xué)的即時(shí)性評(píng)價(jià)〕

▲程序三：檢驗(yàn)假設(shè)

①試驗(yàn)定性檢驗(yàn)

出示試驗(yàn)器材：塑料桶、報(bào)紙〔蒙上塑料桶口〕、大小相同而質(zhì)量不同的兩個(gè)小球。以報(bào)紙是否被小球擊破來(lái)表達(dá)勢(shì)能的大小。這樣試驗(yàn)效果明顯，可見(jiàn)度大。

老師演示，要求通過(guò)3個(gè)試驗(yàn)步驟，能夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f(shuō)明重力勢(shì)能的`大小與質(zhì)量和高度之間的定性關(guān)系。

[老師引導(dǎo)]前面我們已學(xué)過(guò)，物體所具有能量越大，對(duì)外做功的本事就越強(qiáng)。

圖1

圖2

得到：同一高度的物體：質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大；

質(zhì)量相同的物體：高度越高，重力勢(shì)能越大。

②理論定量推導(dǎo)

師：功是能量改變的量度，我們可否通過(guò)"力做了多少功，從而使重力勢(shì)能發(fā)生多少改變'的角度，來(lái)定量推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)式。

問(wèn)題：你能設(shè)計(jì)一個(gè)物理過(guò)程來(lái)從理論上定量推導(dǎo)重力勢(shì)能與重力mg和高度h的關(guān)系？

同學(xué)爭(zhēng)論、設(shè)計(jì)物理過(guò)程，并發(fā)表自己的設(shè)想。

可能的設(shè)想：〔老師可順手演示〕

如圖1，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理mgh=;由"能量守恒與轉(zhuǎn)化思想'〔動(dòng)能由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)〕重力勢(shì)能等于動(dòng)能即EP=，所以EP=mgh

如圖