《重力勢能》教學案例

劉紅玉

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）14-0177-01

教學目標：

1.認識重力做功與路徑無關的特點。

2.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算。

3.理解重力做功與重力勢能變化的關系。

4.知道重力勢能具有選對性。

教材分析：

1.本節教材主要有以下一些概念、規律：重力勢能的概念以及計算，重力勢能變化與重力做功的對應關系的規律。

2.本節與以后章節內容相關性：零勢面的選擇是勢能學習的基礎，在以后高二學習電場表示電勢能將繼續用到；重力勢能的計算是學習下一節“機械能守恒”的基礎。

教學重難點：

1.教學重點：理解重力勢能的概念以及重力勢能大小的計算。

2.教學難點：理解重力勢能的相對性以及重力做功的特點。

學情分析：

1.在初中已有知識的基礎上學習重力勢能是有一定的基礎的。

2.學生已經學習了功，會功的計算。

3.微積分的思想已經有一定的基礎。

教學過程：

導入：

視頻：難見的雪崩

問：學生通過觀看視頻雪崩過后的情景回答為什么會有如此大的威力？

答：高處的積雪有勢能。

引入今天的課題：重力勢能

一、重力做功

引導：

物體由于被舉高而具有勢能，物體的高度發生變化時，重力要做功：

物體下降時，重力做正功；物體被舉高時重力做負功。

因此，認識重力勢能不應脫離對重力做功的研究。

自學互學：重力做功的特點

討論與交流：

一個小球，分別按照上圖中的三種路徑由A點運動到C點，重力做的功是否相同？試用前面學的求功公式證明之。

交流展示：

分小組總結：

圖一：W=mgh

圖二：W=mglACcosθ=mgh

圖三：采用微積分的思想

W=mgΔh1 +mgΔh2 +mgΔh3……=mgh

總結：重力做功的特點

物體運動時，重力對它所做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。

二、重力勢能

聯想：力做功與重力勢能有一定的關系，而重力做功W=mgh與質量和高度有關，在初中階段大家學到的哪個物理量與這兩個因素有關？

學生回答：重力勢能。

認識重力勢能：

1.重力勢能的表達式：Ep=mgh

2.單位：焦耳 符號：J

3.標示量：標量

引申：重力做功與重力勢能的關系

WG=mghA-mghB=EPA-EPB

討論：

當WG >0，即EPA>EPB 重力做正功，重力勢能減少。

當WG>0，EPA

三、重力勢能的相對性

重力勢能與參考平面的選擇有關，其數值由參考平面的改變而改變。

回答：左圖中小球的重力勢能

學生：1.mgh1

2.mgh1+mgh2

師：選擇的參考面造成最終的結果不同，可見要想明確物體的重力勢能要選取合適的參考平面。

四、達標檢測

如圖，質量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m。請按要求填寫下表。（g=10m/s2）

五、小結

1.重力勢能：由于物體被舉高而具有的能量。

2.重力勢能 是標量有大小和正負（表大小），無方向。

3.單位：焦耳（J）。

4.重力勢能表達式： EP =mgh。

5.重力勢能具有“相對性”，選擇不同的參考點/面（零勢點/面），零勢點/面選取以方便計算為原則。

6.重力勢能變化與路徑無關。