《重力势能》教学设计模板

《重力势能》教学设计模板

　　【设计思想】

　　1.使学生对重力势能概念的建立和理解有一个从感性到理性，从定性到定量的过程，在多媒体、实验、板书的运用上，相互补充，克服了单一媒体运用的呆板的课堂教学形式，幻灯片所展示的各种生动、活泼、有趣的图片，激发学生探究知识的欲望和积极性。

　　2.教学方法上看：运用“实验（举例）——理论探究归纳——实例研究”教学方法。贴近生活的实例、小实验，使学生的学习兴趣高涨，。

　　【教材分析】

　　“势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从功能关系、能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律及能量转化和守恒定律做好准备。

　　【学生分析】

　　1.高一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，仍需具体形象的图片、视频画面来支持。

　　2.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及体验建立过程。

　　3.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，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。

　　【教学目标】

　　㈠。知识与技能

　　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，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。

　　2.理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。

　　3.理解重力功是物体重力势能变化的量度。

　　4.知道弹性势能的初步概念。

　　㈡。过程与方法

　　1.经历“以理思物”的发散思维和“见物思理”理论探究归纳能力

　　2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法

　　㈢。情感态度与价值观

　　1.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。

　　2.预防高空坠物的社会公德教育，通过实例分析增强民族自豪感和荣誉观念。

　　3.体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。

　　【重点难点】

　　重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

　　难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。

　　举生活现象分析重力做功特点

　　通过实例探究WG=-ΔEP关系

　　总结提升

　　练习反馈

　　弹性势能初步了解

　　经历探究过程得出EP=mgh

　　结合生活理解EP=mgh

　　【教学流程】

　　【教学过程】

　　一、视频引入，激发兴趣

　　我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难……

　　为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？是因为它们具有潜在能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。（渗透：功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现。为下面实验定性检验作理论铺垫。）

　　定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。 用EP表示。

　　二、教学过程

　　（一）重力势能

　　第一层次：探究EP=mgh

　　▲程序一：提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？（教师引导：如果我们要进一步对重力势能定量的研究，你需要解决什么问题）

　　▲程序二：建立假设

　　师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。

　　生：高度有关。

　　①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。

　　②例如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你如坐针毡。“禁止高空抛物”；高层建筑在施工时必须有“工程防护网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险）

　　生：

　　①与物体的质量（重力）有关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃，就不会觉得可怕。

　　②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是200千克的杠铃，你有何感受？

　　生：与质量和高度都有关系。 ……（教师做好对学生的即时性评价）

　　▲程序三：检验假设

　　①实验定性检验

　　出示实验器材：塑料桶、报纸（蒙上塑料桶口）、大小相同而质量不同的两个小球。以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果明显，可见度大。

　　教师演示，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的`大小与质量和高度之间的定性关系。

　　[教师引导]前面我们已学过，物体所具有能量越大，对外做功的本领就越强。

　　图1

　　图2

　　得到：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；

　　质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。

　　②理论定量推导

　　师：功是能量变化的量度，我们可否通过“力做了多少功，从而使重力势能发生多少变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。

　　问题：你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系？

　　学生讨论、设计物理过程，并发表自己的设想。

　　可能的设想：（教师可随手演示）

　　如图1，小球做自由落体运动，由动能定理mgh= ;由“能量守恒与转化思想”（动能由重力势能转化而来）重力势能等于动能即EP= ，所以EP=mgh

　　如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg ；则F做功为WF=Fh=mgh;

　　由功能关系得到：EP=WF=Fh=mgh

　　▲程序四：得出结论：EP=mgh

　　第二层次：理解EP=mgh

　　主要采取讲授式

　　①标矢性：标量

　　②单位：焦耳（J）

　　③相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关

　　④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。

　　[相对性的教学]

　　二、重力势能的相对性和系统性

　　讨论回答：

　　1、把课本放在桌面上，课本的高度是多少呢？你的理解：_____________________

　　答案1、大约是讲桌的高度，约为1 m左右。

　　答案2、它就在讲桌上，所以它的高度是0 m 。

　　2、哪个答案错了呢？为什么？答：_________________________________

　　3、由此我们可以得到一个什么结论？答：______________________________

　　4、那么重力势能有没有相对性呢？ 答：______________________________

　　5、我们在研究一个物体重力势能时应该先干什么？答：_________________________________

　　【总结1】：重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫_______._______选取不同，重力势能的数值就__ ___.

　　可见，重力势能具有相对性。选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。

　　6、那么重力势能是谁具有的呢？答：______________________________

　　7、如果没有地球，有没有重力呢？那么还有没有重力势能呢？答：_____________________________

　　【总结2】：重力势能应该是____________组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的，不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的。

　　过渡语：功是能量变化的量度，合外力做功是物体动能变化的量度，物体重力势能发生变化与什么力做功相对应呢？

　　（二）重力做功与重力势能的改变

　　例题1、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?）

　　拓展：如？果人拿小球从B匀速回到A呢？尝试再填写下表。