重力勢能
一、教學目標1.理解的概念：
(1)知道什么是重力勢能，強調“勢”的含義。
(2)通過做功與能量關系，得到重力勢能公式ep＝mgh，知道在國際單位制中，勢能的單位是焦耳(j)；勢能是標量。
(3)了解重力勢能的相對性及勢能差的不變性。
2.掌握重力做功特點及重力做功與重力勢能變化的關系，應用其解決相關問題。
3.知道彈性勢能及其相關因素。
二、重點、難點分析
1.本節重點是重力勢能的表達，重力做功與重力勢能變化的關系。
2.對于勢能這種潛在做功能力的理解：一旦做了功，勢能就發揮出來而減少了。
3.要強調重力做功與重力勢能變化的相反量的關系，這在初學時很容易發生錯誤，所以應作為難點強調。
三、教具
投影儀及幻燈片(主要用于把課上要舉的例題和圖打出，節約時間和黑板空間)。
四、主要教學過程
(一)引入新課
我們已知道運動的物體具有動能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？
根據學生的回答引出新課內容。
(二)教學過程設計
1.重力勢能
利用剛才學生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由于物體處于一定高度而具有的能量。
從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關，到底是什么關系呢？
2.重力勢能公式
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。例如，用一外力把一質量為m的物體勻速舉高h，由于是勻速上升，物體的動能不變，外力舉高物體做的功w＝mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重力做功亦為mgh，也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用ep表示勢能，則處于高度h處的物體的重力勢能為：
ep＝mgh
即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。
從勢能公式的指導可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦耳(j)，而且也是標量。它是由物體所處的位置狀態決定的，所以與動能一樣是狀態量。
如圖1，請學生分別寫出以桌面和地面為零點的小球的重力勢能：ep1＝mgh1，ep2＝mg(h1+h2)，可以看出，結果是與零點選取有關的，因此在表達重力勢能時，要指明勢能零點的位置。再請學生寫出兩種零點選取情況下，小球落在桌面上和落在地面上時與初態的重力勢能差：δep1＝-mgh1•δep2＝-mg(h1+h2)，這是與零點選取無關的。可見，不論我們如何選擇參照系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的。我們今后的學習中，更多地是研究某物理過程中重力勢能的變化，這時我們就可以適當選擇參照系使問題簡化，而不會影響結果。
3.重力做功與重力勢能的變化關系
(1)重力做功的特點
如圖2，讓學生寫出幾種情況下，物體從a→c，重力做的功：
圖a是物體由a做自由落體到b，再水平運動到c，容易得出此過程中，重力做功為mgh；圖b是物體沿斜面由a滑到c，重力做功為：mgs•sinθ＝mgh；圖c是物體沿曲面由a滑到c，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖b的結論可以得出，重力做功也為mgh。教師還可從a到bc面畫任意路徑讓學生求重力做功，可以看出結論都為mgh。讓學生總結出規律。板書：
重力做功與路徑無關，只與物體起點和終點位置的高度差有關。