【備課參考】山東省2020-2021年高一物理下學(xué)期(魯科版)必修2教案-第2章第2節(jié)-勢能的改變1

勢能的轉(zhuǎn)變一、學(xué)習(xí)目標(biāo)與任務(wù)1、學(xué)習(xí)目標(biāo)描述（一）學(xué)問與技能1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)算．

2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)．

3.知道重力勢能的相對性．

4.了解彈性勢能．（二）過程與方法1.依據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式．2.學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象．（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀通過小組合作學(xué)習(xí)讓每個(gè)同學(xué)體會到責(zé)任和義務(wù)以及敬重，學(xué)會同學(xué)間相互取長補(bǔ)短，感受合作學(xué)習(xí)的歡快，通過對新學(xué)問的爭辯，體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系，激發(fā)探究未知世界的樂趣。滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀看，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)律的愛好．2、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)任務(wù)說明本節(jié)課的內(nèi)容：讓同學(xué)進(jìn)一步理解“力做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程”、“功是能量變化的量度”和提高機(jī)敏運(yùn)用學(xué)問的力量。同時(shí)為下一節(jié)《能量守恒定律》的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能轉(zhuǎn)變的關(guān)系。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。抓住本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，以學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，實(shí)行啟發(fā)式、爭辯式、試驗(yàn)探究式的教學(xué)模式，通過各種呈現(xiàn)方式創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)同學(xué)通過對問題的溝通爭辯，突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。二、學(xué)習(xí)者特征分析1、高一同學(xué)生疏事物的特點(diǎn)是：開頭從具體的形象思維向抽象規(guī)律思維過渡，但思維還經(jīng)常與感性閱歷直接相聯(lián)系，仍需具體形象的來支持。2、同學(xué)在學(xué)校時(shí)同學(xué)已接觸過重力勢能的概念，在高中階段要定量的解決重力勢能。3同學(xué)已學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法。通過重力做功的計(jì)算來推斷重力勢能的變化，通過彈性做功來推斷彈性勢能的變化。高中的同學(xué)具有肯定自主探究力量，因而，在教學(xué)中以同學(xué)自主探究學(xué)習(xí)為主，引導(dǎo)他們自覺主動(dòng)地去爭辯探究。以同學(xué)為主體，留意以試驗(yàn)為引導(dǎo)的啟發(fā)式教學(xué)，留意以試驗(yàn)探究作為同學(xué)思維的動(dòng)身點(diǎn)，引導(dǎo)同學(xué)爭辯和思考，查找重力勢能轉(zhuǎn)變有規(guī)律。三、學(xué)習(xí)環(huán)境選擇與學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)1．學(xué)習(xí)環(huán)境選擇（打√）（1）Web教室（）（2）多媒體教室（√）（3）室外活動(dòng)（）（4）校內(nèi)網(wǎng)（√）（5）Internet（）（6）其它2、學(xué)習(xí)資源類型（打√）（1）課件（網(wǎng)絡(luò)課件）（√）（2）工具（）（3）專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站（）（4）多媒體資源庫（√）（5）案例庫（）（6）題庫（）（7）網(wǎng)絡(luò)課程（）（8）個(gè)人主頁（）（8）其它（）四、學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)1、真實(shí)性情境（√）2、問題性情境（√）演示試驗(yàn)，爭辯溝通并總結(jié)由老師提出問題，引導(dǎo)同學(xué)分析解決問題五、學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織類型相應(yīng)內(nèi)容使用資源同學(xué)活動(dòng)老師活動(dòng)探究式重力勢能和彈性勢能的轉(zhuǎn)變物理教材、演示試驗(yàn)、課后練習(xí)題分析、爭辯、總結(jié)、提交結(jié)論。獨(dú)立思考分析得出結(jié)論問題情景的創(chuàng)設(shè)，問題的提出。問題解答和詢問。六、教學(xué)過程步驟老師行為同學(xué)行為設(shè)計(jì)意圖課堂預(yù)備1．演示試驗(yàn)的預(yù)備。2．預(yù)備課件資料。預(yù)習(xí)新課內(nèi)容作好課前預(yù)備。結(jié)合生活實(shí)例和爭辯溝通引導(dǎo)同學(xué)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。情境導(dǎo)入師：提出問題：運(yùn)動(dòng)的物體具有能量，被舉高的物體有沒有能量？

多媒體投影水電站圖片，提出問題：大家都知道水力發(fā)電站是用水來發(fā)電的，為什么要修那么高的大壩？水是利用了什么能來發(fā)電的？

多媒體投影打樁機(jī)的圖片，提出問題：打樁機(jī)中被舉高的重錘是否具有能量呢？假如有，那么它的能量是從哪里來的？為了能理解以上問題這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容——?jiǎng)菽艿霓D(zhuǎn)變觀看幻燈片聽老師敘述并進(jìn)行思考引導(dǎo)同學(xué)通過對實(shí)例的觀看與分析教學(xué)過程(一)重力勢能請同學(xué)們分析、爭辯以上提出的問題并引導(dǎo)同學(xué)歸納出重力勢能的定義。定義：物體處于肯定的高度而具有的能叫做重力勢能提出問題：物體重力勢能的大小可能與哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們猜想

演示試驗(yàn)【供應(yīng)試驗(yàn)器材：鐵球(大小、質(zhì)量均不同的兩個(gè))、透亮?????玻璃容器、沙子】在一個(gè)透亮?????的玻璃容器內(nèi)裝上沙子。

試驗(yàn)一：將不同的兩鐵球從同一高度釋放，觀看鐵球落在沙子中的深度。

試驗(yàn)二：用一個(gè)鐵球從不同高度釋放，觀看鐵球落在沙子中的深度。

同學(xué)回答觀看的現(xiàn)象：鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大。質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度越大。

歸納上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能就越大。

提出問題：那么，怎樣來定量表示重力勢能呢？

試驗(yàn)演示及解答問題：

投影片出示問題：讓質(zhì)量為ｍ的小球從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為ｈ2的B點(diǎn)，重力所做的功為多少?同學(xué)求解得到：

重力所做的功為：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）同學(xué)思考爭辯溝通進(jìn)行分析得出定義：物體處于肯定的高度而具有的能叫做重力勢能觀看試驗(yàn)，回答現(xiàn)象同學(xué)回答：鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大。質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度越大。思考分析回答問題同學(xué)求解得到：

重力所做的功為：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）引導(dǎo)同學(xué)通過對運(yùn)動(dòng)實(shí)例的觀看與分析，總結(jié)出重力勢能的定義.通過試驗(yàn)引導(dǎo)同學(xué)分析物理量之間的關(guān)系(把握變量法)通過實(shí)例分析物體受到的重力所做的功教學(xué)過程讓同學(xué)爭辯上式的物理意義：重力所做的功等于ｍｇｈ這個(gè)量的變化，所以在物理學(xué)中就用ｍｇｈ這個(gè)式子來表示物體的重力勢能.

板書：重力勢能公式：EＰ＝mghEＰ物體的重力勢能焦（J）

ｍ→物體的質(zhì)量千克（kg）

ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ

ｈ→物體的高度→米（ｍ）

讓同學(xué)推導(dǎo)重力勢能的單位∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J

∴重力勢能的單位是焦耳。

重力勢能是標(biāo)量多媒體投影問題：一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體,把它放置在一張高1m的桌面上,則此物體的重力勢能是多少呢？（取g=10ｍ/s2）依據(jù)同學(xué)回答讓同學(xué)爭辯：為什么同一個(gè)問題會得到不同的答案？提出重力勢能的相對性：重力勢能EＰ＝mgh中h是相對于某個(gè)水平面來說的,這個(gè)水平面上h=0,重力勢能也為零,這個(gè)水平面叫做零勢能參考平面。通常也叫零勢面。參考水平面的選取是任意的，選擇哪個(gè)水平面作為參考平面,可視爭辯問題的便利而定。通常選擇地面作為參考平面。選擇不同的零勢面，重力勢能是不同的。h是所處位置的平面到參考水平面的距離。動(dòng)手推導(dǎo)重力勢能單位∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J

∴重力勢能的單位是焦耳。思考問題并進(jìn)行爭辯通過動(dòng)手自我推導(dǎo)重力勢能的單位進(jìn)一步理解單位之間的關(guān)系.讓同學(xué)通過問題設(shè)疑,爭辯分析,最終對問題進(jìn)行歸納總結(jié).提高同學(xué)的解決問題和分析問題的力量.教學(xué)過程物體位于參考平面上方,h>0,重力勢能是正值,

物體位于參考平面下方,h<0,重力勢能是負(fù)值,表示物體在該位置具有的重力勢能比它在參考水平面上面具有的重力勢能少。老師：前面我們學(xué)過了功是能量變化的量度，重力勢能的變化也可用做功表示出來。我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學(xué)們猜想重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系?（二）重力做功與重力勢能的轉(zhuǎn)變老師：我們用來表示物體在初位置的重力勢能，用來表示物體在末位置的重力勢能，則同學(xué)爭辯得到：

當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，ｈ１>ｈ2，WＧ>０

∴

當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，ｈ１<ｈ2，WＧ<０

∴

老師總結(jié)：重力做正功時(shí)，重力勢能削減，削減的重力勢能等于重力所做的功。物體克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí)，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功。閱讀教材中爭辯與溝通：同學(xué)爭辯得出：重力所做的功相同，由于重力所做的功等于重力勢能的削減量，而重力勢能的削減量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是肯定的。小組爭辯溝通得出結(jié)論：

當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，ｈ１>ｈ2，WＧ>０

∴

當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，ｈ１<ｈ2，WＧ<０

∴

思考爭辯,分析得出:重力所做的功相同通過對物理量之間的關(guān)系式來爭辯各個(gè)物理量在不同的條件下的關(guān)系.通過閱讀爭辯分析,提高同學(xué)對問題的分析和提煉觀點(diǎn)的力量.教學(xué)過程老師：由此得到：重力所做的功只跟物體初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。(三)彈性勢能的轉(zhuǎn)變

1.演示

裝置如圖所示：將一彈簧壓縮不同程度觀看現(xiàn)象．

取一個(gè)硬彈簧，一個(gè)軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀看現(xiàn)象．

2.同學(xué)敘述試驗(yàn)現(xiàn)象

試驗(yàn)1中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時(shí)，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn)．

試驗(yàn)2中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時(shí)，硬彈簧把木塊彈出的遠(yuǎn)．

3.上述試驗(yàn)中，彈簧被壓縮時(shí)，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能．4.老師：同學(xué)們能舉幾個(gè)物體具有彈性勢能的例子嗎?

同學(xué)：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時(shí)的撐桿等．5.老師分析上述各例中彈性勢能和形變程度之間的關(guān)系，同學(xué)總結(jié)得到：形變程度越大，彈性勢能也越大．6.老師：到現(xiàn)在為止，我們已學(xué)習(xí)了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能．對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置打算.觀看試驗(yàn),敘述試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)1中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時(shí)，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn)．

試驗(yàn)2中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時(shí)，硬彈簧把木塊彈出的遠(yuǎn)．同學(xué)舉出實(shí)例:卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時(shí)的撐桿等．通過試驗(yàn)現(xiàn)象來給同學(xué)對彈性勢能有個(gè)感性生疏.通過大量的實(shí)例使同學(xué)進(jìn)一步理解彈性勢能的概念教學(xué)過程對于彈性勢能，其大小由形變程度打算，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化，得到：①勢能也叫位能．

②勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的。學(xué)問應(yīng)用用投影片出示思考題：

1.關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是

A.當(dāng)重力對物體做正功時(shí)，物體的重力勢能肯定削減

B.物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢能肯定增加

C.地球上任何一個(gè)物體的重力勢能都有一個(gè)確定值

D.重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)

2.物體在運(yùn)動(dòng)過程中，克服重力做功為50J，則

A.重力做功為50J

B.物體的重力勢能肯定增加50J

C.物體的動(dòng)能肯定削減50J

D.重力做了50J的負(fù)功

3.以40ｍ/s的初速度豎直向上拋出一個(gè)物體，經(jīng)過ｔ秒后，物體的重力勢能是動(dòng)能的3倍，ｇ＝10ｍ/s2，則ｔ的大小為

A.2秒

B.3秒C.4秒

D.5秒獨(dú)立思考并動(dòng)手解題ABDBDB通過練習(xí)來鞏固本堂課所學(xué)的學(xué)問點(diǎn),