重力勢能（通用9篇）

重力勢能 篇1

　　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�？梢�，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。

　　提問：其他力(比如摩擦力)做功是否與路徑有關？回答是肯定的。可見，重力做功的特點不能亂用，要視具體力而定。同時提醒學生，今后學習中還會遇到做功具這個特點的力，讓學生在今后遇到新的力時注意這個問題。

　　(2)重力做功與重力勢能的變化

　　教師將手中粉筆頭豎直上拋，然后讓學生分析其上升和下落過程中重力做功與重力勢能的變化，如圖3，可以看出，上升過程中，重力做功為-mgh，重力勢能增加mgh；下落過程中，重力做功為mgh，重力勢能減少mgh，(或稱增加-mgh)，啟發學生總結出如下結論：

　　重力做多少正功，重力勢能就減少多少；重力做多少負功(或稱克服重力做了多少功)，重力勢能就增加多少。即重力做功等于重力勢能的減少量。若用w。表示重力做功，ep1表示初態的重力勢能，ep2表示末態的重力勢能，則上述關系可表達為：(板書)

　　wg＝ep1-ep2＝δep。

　　提醒學生注意公式中兩個勢能的先后位置和δep前負號的意義(-δep指減少量)。

　　4.彈性勢能

　　(1)什么是彈性勢能

　　通過舉例看出，發生彈性形變的物體，在恢復形變時能對外界做功，所以它也具有一種潛在的能量，稱之為彈性勢能。

　　(2)彈性勢能與什么因素有關？

　　以彈簧為例，引導學生得出彈性勢能隨彈簧勁度系數和形變量增大而增大的結論。對基礎好的學生，還可引導其利用彈力與形變關系的函數圖象(如圖4)，求出彈力的功，從而得出彈性勢能的定量表達式：ep

　　5.例題講解與討論

　　例1.圖5表示一個斜拋物體的運動，當物體由拋出位置1運動到最高位置2時，重力做功是多少？重力勢能改變了多少？由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的位置3時，重力做功和重力勢能的變化是多少？由位置1運動到位置3呢？

　　解答：由位置1→2，重力做功-mgh，重力勢能增大mgh；由位置2→3，重力做功mgh，重力勢能減少mgh(增加-mgh)；由位置1→3，重力做功和勢能變化均為零。

　　此例的目的是再次強化重力做功、重力勢能的概念和計算

　　例2.如圖6，光滑斜軌道下端與光滑圓周軌道相接。要使小球進入圓周軌道后能經過軌道最高點并不落下來，至少應使它從斜軌道上多高處由靜止開始下滑？

　　解答：因所有軌道都光滑，所以小球運動過程中，只有重力做功，要使小球能經過軌道最高點而不下落，對小球此時速度有一下限，也就是此處動能有一下限，利用動能定理對小球從出發點到圓周軌道最高點的過程列式，有：

　　可以看出，利用重力做功的特點對全程列式可使問題大大簡化。(可讓分段列式同學提出自己的解答，然后比較優劣。)

　　例3.如圖7所示，一物體質量m＝2kg，在傾角θ＝37°的斜面上的a點以初速度v0＝3m/s下滑。a點距彈簧上的擋板位置b的距離為ab＝4m，當物體到達b后，將彈簧壓縮到c點，最大壓縮量為bc＝0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到最高位置d點，d點距a點為ad＝3m。求：物體跟斜面間的動摩擦因數。(g取10m/s2，彈簧及擋板質量不計)

　　分析：此題一看上去似乎很繁，涉及到重力、彈力摩擦力做功的問題。其實認真分析一下就會發現，在物體從b→c又返回到b時，彈簧先做負功，又做了相等數量的正功�？偣�為零，即彈力功為零；而重力做功根據其特點，只考慮由a到d的高度差即可；摩擦力做功由于與路徑有關，須認真計算物體在全程中的位移。可見，對不同性質的力做功要具體分析，才會既簡化問題又避免發生錯誤。

　　利用動能定理對a→b→c→d全過程列式：

　　(三)課堂小結

　　1.對勢能的含義和表達式予以必要重復。

　　2.對重力做功的特點和重力做功與重力勢能變化關系予以強調。

　　3.回憶上節動能定理。結合本節知識，讓學生課下思考：動能定理可變成什么其他形式？又有什么意義？為以后講機械能守恒定律打下基礎。

　　五、說明

　　1.不管是動能定理還是本節所講的重力做功與重力勢能變化的關系，都是過程量與狀態量變化之間的關系。因此對過程分析和狀態定位非常重要。教師應通過例題強調公式中每個符號的物理意義，不要把順序搞錯，以免給以后深入研究功能關系帶來麻煩。

　　2.勢能是一個較難理解的概念，學生在一節課內不易全面理解和掌握。因此本節沒有給出有勢力的概念，未通過有勢力做功的特點來定義勢能，而是直接給出定義和計算公式，這樣是為了避免給學生造成理解困難，而淡化了本節的教學重點�？稍诮窈髮W習中接觸了更多勢能概念如分子勢能、電勢能等時，再進一步總結勢能特點，深入對它的理解。

　　3.關于勢能是屬于系統的講解，由于課時所限，在本節提出也難免囫圇吞棗，因此也擬放在講解機械能守恒定律時再深入討論。本節先簡略說成某物體具多少勢能，但不要過分強調這一提法，以免以后糾正困難。

重力勢能 篇2

　　一、教材分析

　　《重力勢能》是人教版高中物理必修二第7章《機械能守恒定律》第4節課的內容，這節課通過分析重力做功的特點，推導得出了重力勢能的表達式，并進一步討論重力勢能具有相對性及重力勢能是物體與地球系統所共有；是后面學習機械能守恒定律的基礎。

　　二、目標

　　1.知識目標：

　　(1)理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算.

　　(2)理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關.

　　(3)知道重力勢能的相對性.

　　2.能力目標：

　　用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程.

　　3.情感、態度和價值觀目標：

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣.

　　三、教學重點難點

　　重點：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系.

　　難點：重力勢能的系統性和相對性.

　　四、學情分析

　　五、教學方法

　　1.實驗探究：物體的勢能和哪些因素有關。

　　2.學案導學：見后面的學案。

　　六、課前準備

　　1.學生的學習準備：預習重力勢能一節

　　2.教師的教學準備：多媒體課件制作，制作學案

　　3.教學環境的設計和布置：教室

　　七、課時安排：

　　1課時

　　八、教學過程

　�。ㄒ唬╊A習檢查、總結疑惑

　　檢查落實學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

　　（二）情景導入、展示目標。

　　教師提出問題：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進地里，為什么

　　學生回答：重錘具有重力勢能.?

　　教師繼續提問：那么什么是重力勢能

　　學生回答：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能.?

　　演示實驗：?

　　在一個透明的玻璃容器內裝上沙子.?

　　實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.?

　　實驗二：用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.?

　　學生回答觀察到的現象：?

　　在實驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大.?

　　在實驗二中，質量大的鐵球落在沙子中的深度大.?

　　教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大.?

　　引入：那么，怎樣定量地表示重力勢能呢

　　設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。

　�。ㄈ�）合作探究、精講點撥。

　　1.重力勢能?

　　教師設置問題：

　　（1）把一個質量為m的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功?重力勢能如何變化

　�。�2）前邊我們學過了功和能之間的關系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系

　　學生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化.?

　　分析實例：?

　　用投影片出示問題：?

　　質量為m的物體從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點，重力所做的功為多少

　　學生求解得到：重力所做的功為：WG＝mgΔh＝mg（h1－h2）?

　　教師指出：前邊我們結合功和能的關系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能.?

　　板書：EP＝mgh

　　推導重力勢能的單位：?

　　1kg?m/s2?m＝1N?m＝1J

　　重力勢能是標量?

　　（3）教師指導學生推導重力做功與重力勢能變化之間的關系進行討論：?

　　當物體由高處運動到低處時，h1>h2，WG>0 ∴

　　當物體由低處運動到高處時，h10，即Ep1>Ep2，這說明，重力做功，重力勢能Ep減少，減少的值等于重力所做的功。同理，當物體上升時，重力做負功﹣mgh，重力勢能Ep增加的值等于重力所做的功。要注意的是，重力做負功也可以說成物體克服重力做功，重力做功是重力勢能變化的量度。

　　即：重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加。重力勢能的變化量與重力做的功數值相等。

　　練習：

　　1.一實心鐵球和一實心木球質量相等，將它們放在同一水平面上，下列說法正確的是。

　　A.鐵球的重力勢能大于木球重力勢能

　　B.鐵球的重力勢能等于木球重力勢能

　　C.鐵球的重力勢能小于木球重力勢能

　　D.上述三種情況都有可能

　　答案：D

　　2.下列說法正確的是。

　　A.物體克服重力做功，物體的重力勢能增加

　　B.物體克服重力做功，物體的重力勢能減少

　　C.重力對物體做正功，物體的重力勢能增加

　　D.重力對物體做負功，物體的重力勢能減少

　　答案：A

　　3.物體在運動過程中，克服重力做功50J，則。

　　A.物體的重力勢能一定為50JB.物體的重力勢能一定增加50J

　　C.物體的重力勢能一定減少50JD.物體的重力勢能可能不變

　　答案：B

　　（三）重力勢能的相對性

　　教師提出問題：將一個質量為5kg的鐵球放在4樓一張1.5m高的桌子上，已知每層樓的高度均為2.5m，求鐵球的重力勢能。

　　要求學生分組計算，讓各小組代表自由表述自己的計算結果，教師暫不作評價。預測學生的計算情況，在高度的數值代入上有不同的意見，出現計算上的矛盾，此時，教師引導學生感受由于參考面的選取不同，給計算造成了不便，無法計算。因為沒有說明物體的高度是以什么位置為零高度。

　　請學生分別寫出上圖中以B和地面C為零點的物體的重力勢能：Ep1=mgh1，Ep2=mg（h1+h2）（h1=AB，h2=BC）。

　　總結：1.重力勢能具有相對性，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。我們把重力勢能為零的水平面叫做零勢能面。通常以水平地面為零勢能面。

　　2.對選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢能也是正值；在參考平面下方的物體，高度是負值，重力勢能也是負值。物體具有負的重力勢能，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。

　　自主學習：學生分別寫出以B和地面C為零勢能面情況下，物體落在B和落在地面C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。

　　師生總結：不論我們如何選擇參考系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的，即物體重力勢能的變化與參考系的選取沒有關系。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考系使問題簡化，而不會影響結果。

　　練習：

　　1.將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則。

　　A.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體重力勢能的增加量相同

　　B.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體最后的重力勢能相等

　　C.不同的參考平面，兩種情況中，重力做功不等

　　D.不同的參考平面，兩種情況中，重力最后的重力勢能肯定不等

　　答案：A

　　2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長3m的繩子系住一個重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢能有；若以井底面為參考平面，則物體的重力勢能是。

　　答案：－100J700J

　　（四）勢能是系統所共有的

　　教師：請同學們閱讀教材P66“勢能是系統所共有的”部分，思考討論勢能的系統性。

　　學生：閱讀、討論并理解。

　　教師總結：質量是物體的固有屬性，而重力的施力物體是地球；沒有物體，談不上重力勢能；沒有地球施加重力，重力勢能也就不復存在。重力勢能是物體跟地球組成的系統所共有的，而不是物體單獨具有的。

　　三、課堂小結

　　本課主要學習了以下內容：

　　1.勢能由物體間的相互作用而產生，由它們的相對位置而決定。

　　2.勢能是標量，單位是焦耳。

　　3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關，只跟物體運動的始、末位置有關，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差。

　　4.重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關。

　　四、課堂訓練

　　1.關于重力勢能，下列說法正確的是。

　　A.重力勢能的大小只由重物本身決定

　　B.重力勢能恒大于零

　　C.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零

　　D.重力勢能實際上是物體和地球所共有的

　　2.關于重力勢能與重力做功，下列說法正確的是。

　　A.物體克服重力做的功等于重力勢能的增加

　　B.在同一高度，將物體以初速v0向不同的方向拋出，從拋出到落地過程中，重力做的功相等，物體所減少的重力勢能一定相等

　　C.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功

　　D.用手托住一個物體勻速上舉時，手的支持力做的功等于克服重力的功與物體所增加的重力勢能之和

　　3.關于重力勢能的幾種理解，下列說法正確的是。

　　A.重力對物體做正功時，物體的重力勢能減小

　　B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零

　　C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等

　　D.相對不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但并不影響有關重力勢能問題

　　4.將一個物體由A移至B，重力做功。

　　A.與運動過程中是否存在阻力有關

　　B.與物體沿直線或曲線運動有關

　　C.與物體是做加速、減速或勻速運動有關

　　D.與物體初、末位置高度差有關

　　5.一質量為1kg的物體，位于離地面高1.5m處，比天花板低2.5m。以地面為零勢能位置時，物體的重力勢能等于__J；以天花板為零勢能位置時，物體的重力勢能等于____J（g取10m/s2）

　　6.甲、乙兩物體，質量大小關系為m甲=5m乙，從很高的同一高度處自由下落2s，重力做功之比為_____，對地面而言的重力勢能之比為_____。

　　三、計算題

　　7.如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？

　　答案：

　　1.D2.AB3.ACD4.D5.15﹣256.5:15:1

　　7.在這個過程中鐵鏈重心上升了h=1m，所以，克服重力做功為：=100J，重力勢能增加了100J。

　　五、布置作業

　　教材P66、67問題與練習第2、3題。

重力勢能 篇3

　　教學目標

　　一、知識與技能

　　1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算。

　　2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　3.知道重力勢能的相對性。

　　二、過程與方法

　　用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程。

　　三、情感、態度與價值觀

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣。

　　教學重點

　　重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　教學難點

　　重力勢能的系統性和相對性。

　　教具

　　鐵球、多媒體、課件等。

　　教學過程

　　一、導入新課

　　20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤，如左圖所示。

　　右圖是美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30—50米的鐵質流星撞擊地面的結果。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

　　參考問題：1.我們看到一個冰天雪地、廣袤無垠的銀色世界，它帶給人們的是圣潔、平和、寧靜的感受，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排山倒海而來，你將感受到大雪崩所帶來最令人驚心動魄的白色恐懼，將對人們的生命與財產帶來災難……為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？發生的雪崩為什么具有這么大的能量？

　　2.通過美國內華達州亞利桑那的隕石坑現象，你能說出這么大的能量與哪些因素有關？

　　二、新課教學

　　（一）重力的功

　　教師：重力做功與什么因素有關呢？我們現在就通過幾個例子來探究一下。

　�。ǘ嗝襟w投影教材上的圖7.4-1、圖7.4-2、圖7.4-3，讓學生獨立推導這幾種情況下重力做的功）

　　教師：比較容易做的是哪一個問題？

　　學生：第一個和第二個問題。

　　教師：為什么這兩個問題容易研究呢？

　　學生：因為這兩個問題中物體運動的路徑是直線，所以在研究重力做功的問題上比較容易研究。

　　教師：那么這兩個問題的答案是什么呢？

　　學生：第一個問題中WG＝mgh=mghl－mgh2，第二個問題中WG=mglcosθ=mgh＝mgh1－mgh2，和第一個問題中所求出的答案相同。

　　教師：我們大膽猜想一下，第三個圖中重力做的功和前兩個是否相等呢？

　　學生：可能是相等的。

　　教師：我們來驗證一下我們的猜想，第三個圖的困難在哪里？

　　學生：力做功的路徑是曲線。

　　教師：我們怎樣突破這個難點呢？曲線問題不容易解決，我們可以把這一條曲線看作由很多小的直線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個過程中重力做的總功。在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同。

　　教師：我們可以得到什么樣的結論？

　　學生：重力做功與路徑無關，與物體的初末位置有關，具體的表達式是WG=mgh1－mgh2，其中hl和h2表示物體所處位置的高度，可見物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。

　　教師總結并板書：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點位置有關，而跟物體運動的路徑無關。

　　練習：

　　1.如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h的A點滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則。

　　A.沿軌道1滑下重力做功多

　　B.沿軌道2滑下重力做功多

　　C.沿軌道3滑下重力做功多

　　D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多

　　答案：D

　　2.如圖所示，一個質量為m的木塊，以初速度v0沖上傾角為θ的固定斜面，沿斜面上升l的距離后又返回運動。若木塊與斜面間的動摩擦因數為μ，求：

　�。�1）木塊上升過程克服重力做功的平均功率；木塊的重力勢能變化了多少？

　　（2）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，滑動摩擦力做的功是多少？

　�。�3）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，重力做的功是多少？

　　答案：（1）mgv0sinθ/2mglsinθ（2）2μmglcosθ（3）0

　　（二）重力勢能

　　教師演示實驗：在一個透明的玻璃容器內裝上沙子。

　　實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。

　　實驗二：用大小不同的兩鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。

　　學生觀察思考并討論，教師總結：

　　通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大。

　　1.重力勢能的概念

　　2.重力勢能的表達式：Ep=mgh

　　教師提出問題：重力做功引起了物體位置的變化，物體位置的變化引起重力勢能的變化，重力做功與重力勢能變化有什么關系呢？

　　引導學生推導，學生回答，教師點評、完善總結。

　　3.重力做功與重力勢能變化的關系：

　　重力做功也可以寫成WG=Ep1－Ep2當物體下落時，重力做正功mgh，WG>0，即Ep1>Ep2，這說明，重力做功，重力勢能Ep減少，減少的值等于重力所做的功。同理，當物體上升時，重力做負功﹣mgh，重力勢能Ep增加的值等于重力所做的功。要注意的是，重力做負功也可以說成物體克服重力做功，重力做功是重力勢能變化的量度。

　　即：重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加。重力勢能的變化量與重力做的功數值相等。

　　練習：

　　1.一實心鐵球和一實心木球質量相等，將它們放在同一水平面上，下列說法正確的是。

　　A.鐵球的重力勢能大于木球重力勢能

　　B.鐵球的重力勢能等于木球重力勢能

　　C.鐵球的重力勢能小于木球重力勢能

　　D.上述三種情況都有可能

　　答案：D

　　2.下列說法正確的是。

　　A.物體克服重力做功，物體的重力勢能增加

　　B.物體克服重力做功，物體的重力勢能減少

　　C.重力對物體做正功，物體的重力勢能增加

　　D.重力對物體做負功，物體的重力勢能減少

　　答案：A

　　3.物體在運動過程中，克服重力做功50J，則。

　　A.物體的重力勢能一定為50JB.物體的重力勢能一定增加50J

　　C.物體的重力勢能一定減少50JD.物體的重力勢能可能不變

　　答案：B

　　（三）重力勢能的相對性

　　教師提出問題：將一個質量為5kg的鐵球放在4樓一張1.5m高的桌子上，已知每層樓的高度均為2.5m，求鐵球的重力勢能。

　　要求學生分組計算，讓各小組代表自由表述自己的計算結果，教師暫不作評價。預測學生的計算情況，在高度的數值代入上有不同的意見，出現計算上的矛盾，此時，教師引導學生感受由于參考面的選取不同，給計算造成了不便，無法計算。因為沒有說明物體的高度是以什么位置為零高度。

　　請學生分別寫出上圖中以B和地面C為零點的物體的重力勢能：Ep1=mgh1，Ep2=mg（h1+h2）（h1=AB，h2=BC）。

　　總結：1.重力勢能具有相對性，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。我們把重力勢能為零的水平面叫做零勢能面。通常以水平地面為零勢能面。

　　2.對選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢能也是正值；在參考平面下方的物體，高度是負值，重力勢能也是負值。物體具有負的重力勢能，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。

　　自主學習：學生分別寫出以B和地面C為零勢能面情況下，物體落在B和落在地面C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。

　　師生總結：不論我們如何選擇參考系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的，即物體重力勢能的變化與參考系的選取沒有關系。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考系使問題簡化，而不會影響結果。

　　練習：

　　1.將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則。

　　A.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體重力勢能的增加量相同

　　B.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體最后的重力勢能相等

　　C.不同的參考平面，兩種情況中，重力做功不等

　　D.不同的參考平面，兩種情況中，重力最后的重力勢能肯定不等

　　答案：A

　　2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長3m的繩子系住一個重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢能有；若以井底面為參考平面，則物體的重力勢能是。

　　答案：－100J700J

　　（四）勢能是系統所共有的

　　教師：請同學們閱讀教材P66“勢能是系統所共有的”部分，思考討論勢能的系統性。

　　學生：閱讀、討論并理解。

　　教師總結：質量是物體的固有屬性，而重力的施力物體是地球；沒有物體，談不上重力勢能；沒有地球施加重力，重力勢能也就不復存在。重力勢能是物體跟地球組成的系統所共有的，而不是物體單獨具有的。

　　三、課堂小結

　　本課主要學習了以下內容：

　　1.勢能由物體間的相互作用而產生，由它們的相對位置而決定。

　　2.勢能是標量，單位是焦耳。

　　3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關，只跟物體運動的始、末位置有關，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差。

　　4.重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關。

　　四、課堂訓練

　　1.關于重力勢能，下列說法正確的是。

　　A.重力勢能的大小只由重物本身決定

　　B.重力勢能恒大于零

　　C.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零

　　D.重力勢能實際上是物體和地球所共有的

　　2.關于重力勢能與重力做功，下列說法正確的是。

　　A.物體克服重力做的功等于重力勢能的增加

　　B.在同一高度，將物體以初速v0向不同的方向拋出，從拋出到落地過程中，重力做的功相等，物體所減少的重力勢能一定相等

　　C.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功

　　D.用手托住一個物體勻速上舉時，手的支持力做的功等于克服重力的功與物體所增加的重力勢能之和

　　3.關于重力勢能的幾種理解，下列說法正確的是。

　　A.重力對物體做正功時，物體的重力勢能減小

　　B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零

　　C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等

　　D.相對不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但并不影響有關重力勢能問題

　　4.將一個物體由A移至B，重力做功。

　　A.與運動過程中是否存在阻力有關

　　B.與物體沿直線或曲線運動有關

　　C.與物體是做加速、減速或勻速運動有關

　　D.與物體初、末位置高度差有關

　　5.一質量為1kg的物體，位于離地面高1.5m處，比天花板低2.5m。以地面為零勢能位置時，物體的重力勢能等于__J；以天花板為零勢能位置時，物體的重力勢能等于____J（g取10m/s2）

　　6.甲、乙兩物體，質量大小關系為m甲=5m乙，從很高的同一高度處自由下落2s，重力做功之比為_____，對地面而言的重力勢能之比為_____。

　　三、計算題

　　7.如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？

　　答案：

　　1.D2.AB3.ACD4.D5.15﹣256.5:15:1

　　7.在這個過程中鐵鏈重心上升了h=1m，所以，克服重力做功為：=100J，重力勢能增加了100J。

　　五、布置作業

　　教材P66、67問題與練習第2、3題。

重力勢能 篇4

　　一、教學目標

　　1、知識與技能

　　(1)理解重力勢能的概念，學生能用計算式計算物體的重力勢能。

　　(2)理解重力做功與重力勢能的變化之間的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　(3)知道重力勢能具有相對性。

　　2、過程與方法

　　(1)根據共和能的關系，推出重力勢能表達式

　　(2)通過實驗，學生能夠掌握科學研究方法一一控制變量法

　　(3)通過對結果分析，培養學生的發散思維。

　　3、情感態度與價值觀

　　通過對實驗的操作、觀察、討論，激發學生探索科學的興趣。

　　二、教學重難點

　　重點：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　難點：重力做功與路徑無關及重力勢能的相對性。

　　三、教學過程

　　環節一：新課導入

　　多媒體展示：

　　1、打樁機的重錘從高處落下，把水泥樁打進地里;

　　2、20xx年，俄羅斯某村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤。

　　教師引導：重力勢能具有巨大的能量，有些可以為我們利用，也有些會給我們帶來巨大的災難。我們只有認識自然，才能更加主動的改造自然。從而引入新課——重力勢能。

　　環節二：概念建立

　　(一)重力做功的特點

　　回憶功與能量的關系，功是能量轉化的量度。重力勢能發生變化，很明顯示重力在做功。由此引導學生探究重力做功的特點。

　　提出問題：重力做功與什么因素相關?

　　給出如下三種情況：

　　(1)物體豎直向下運動，高度從h1降為h2;

　　(2)物體沿傾斜直線向下運動，高度從h1降為h2;

　　(3)物體沿任意路徑向下運動，高度從h1降為h2。

　　讓學生分別求出三種情況下重力做的功(對于第三種曲線運動的情況給出提示可以將曲線進行無限等分，每一份近似看成直線)。

　　環節五：小結作業

　　總結本節知識點，要求學生課下查閱資料，總結勢能的其他種類。

　　四、板書設計

重力勢能 篇5

　　一、教學目的：

　　1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算.

　　2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系.知道重力做功與路徑無關.

　　3.知道重力勢能的相對性.

　　4.了解彈性勢能.

　　二、重點難點：

　　1.重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關系.

　　2.理解重力勢能的相對性.

　　三、教學方法：

　　演示實驗、分析推理、講授討論.

　　四、教具：

　　輕重不同的重錘一個、木樁、沙箱、橡皮筋.

　　五、教學過程：

　�。ㄒ唬┮�入新課：

　　大家知道水力發電站是利用水來發電的，水是利用什么能來發電的呢？學習這節課后，我們將會了解這個問題。

　　通過前面對功和能的關系的學習，我們知道怎樣判斷一個物體具有能量：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量。

　　演示重錘從高處落下，把木樁打進沙箱中，說明重錘對木樁做了功，舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學舉高而具有的能量叫做重力勢能。本節課將學習重力勢能的有關知識。

　　（二）進行新課：

　　重力勢能的大小與什么因素有關呢？

　　演示實驗1：演示由質量不同的重錘從相同高度落下，木樁被打進沙箱的深度不同，引導學生分析得出：質量越大的重錘具有的重力勢能越大。

　　演示實驗2：演示用同一重錘從不同高度落下，木樁被打進沙箱的深度不同，引導學生得出：重錘高度越大，具有的重力勢能越大。

　　怎樣定量地表示重力勢能呢？

　　把一個物體舉高，要克服重力做功，同時物體的重力勢能增加。一個物體從高處下落，重力做功，同時重力勢力能減小�？梢娭亓�勢能跟重力做功有密切關系。

　　如圖1所示，設一個質量為的物體，從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點，重力所做的功為：

　　WG=gΔh=gh1-gh2

　　我們可以看出WG等于gh這個量的變化。在物理學中就用這個物理量表示物體的重力勢能。重力勢能用EP來表示。

　　1.重力勢能

　　1定義：由于物體被舉高而具有的能量。

　　2重力勢能的計算式：EP=gh.

　　即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。

　　3重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位中 都是焦耳

　　2.對EP=gh的理解：

　　1式中h應為物體重心的高度。

　　2重力勢能具有相對性，是相對于選取的參考面而言的。因此在計算重力勢能時，應該明確選取零勢面。

　　3重力勢能可正可負，在零勢面上方重力勢能為正值，在零勢面下方重力勢能為負值。

　　4選取不同的零勢面，物體的勢能值是不同的，但勢能的變化量不會因零勢面的不同而不同。

　　例題1：邊長為L，質量為的立方體物體靜止放在地面，在其旁邊有一高為H的水平桌面,如圖2所示.

　　1若選地面為零勢點，立方體物體的重力勢能為多少？

　　2若選桌椅面為零勢點，立方體物體的重力勢能為多少？

　　學生先做，老師再講。

　　解析：

　　1EP=gL/2.

　　2 EP= -g(H-L/2).

　　3.重力勢能的變化和重力做功的關系

　　引導學生進一步分析：圖1中，重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能轉化為物體的動能了。重力勢能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功？重力做功有什么特點？

　　討論1：物體從A點下落到B點過程中，如果受阻力作用，重力做的功與重力勢能變化之間的關系是怎樣的？

　　物體下落受到阻力，只影響物體動能的變化，不影響重力的功，重力勢能的變化只與A、B兩點的高度差有關。

　　WG=gh1-gh2=EP1-EP2.

　　物體減少的重力勢能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，減少的重力勢能沒有全部轉化為動能。

　　討論2：若物體從A點下落到B點后，再平移到與B點等高的C點，重力做的功是多少？重力做功與重力勢能之間的關系又如何？如圖3所示。

　　物體由B到C過程中重力不做功，重力勢能也不變化，因此物體由A運動到C點過程中，重力的功仍是WG=gh1-gh2=EP1-EP2. 物體減少的重力勢能等于重力所做的功。

　　討論3:若物體是從A點沿斜面滑到與B點等高的C點，上述關系是否成立？

　　設AC之間長為S，且與水平方向成θ角。

　　重力做功WG=Fssinθ=gh1-gh2

　　由此發現重力做功與路徑無關，只跟初末位置高度有關，物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。

　　討論4:物體從B點分別勻速、加速、減速上升到A點，上述關系又是如何呢？

　　無論物體從B點上升到A點是勻速、加速、減速，重力都做負功，且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢能都增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功。但這三種情況中，由于所受拉力不同，物體動能的變化量等于合外力的功，動能變化量不相同。

　　師生共同總結出重力勢能變化只與重力做的功有關，兩者關系如下：

　　當物體由高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少。減少的重力勢能等于重力所做的功。

　　當物體由低處運動到高處時，重力做負功，即物體克服重力做功，重力勢能增加。增加的重力勢能等于克服重力所做的功。

　　引導學生總結出重力做功的特點：

　　4.重力做功的特點：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關，跟物體的運動路徑無關。

　　演示實驗3:演示張緊的橡皮筋把紙團射出去，說明發生彈性形變的橡皮筋能夠做功，因而具有能量------這種能量稱為彈性勢能。

　　5.彈性勢能：發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外界做功，我們把物體因發生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。

　　引導學生舉些具有彈性勢能物體的實例。如張緊的弓、卷緊的發條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時的網球拍等都具有彈性勢能。初步了解彈簧所具有彈性勢能的大小與什么因素有關。

　　分析：彈簧被拉伸或壓縮的長度越大，恢復原狀時對外做的功就越多，彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能不跟彈簧的勁度有關，被拉伸或壓縮的長度相同時，勁度越大的彈簧彈性勢能越大。

　　重力勢能和彈性勢能是由相互作用物體的相對位置決定的，所以勢能又叫位能。今后還將學習其它形式的勢能。

　　例題2:沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是：

　　A.沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多；

　　B.沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多；

　　C.沿長度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多；

　　D.上述幾種情況重力做功同樣多。

　　學生先做，老師再評講。正確答案為D。

　　（三）、課堂小結：

　　1.重力勢能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢能的計算式：EP=gh.，即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳。

　　2. 重力做功的特點：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關，跟物體的運動路徑無關。

　　3. 彈性勢能：發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外界做功，我們把物體因發生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。

　�。ㄋ模�、課外作業：

　　1.復習歸納本節課內容。

　　2.思考課本練習四第（1）、（3）題。

　　3.把練習四第(2)、(4)、(5)題做在作業本上。

重力勢能 篇6

　　一、教材分析

　　《重力勢能》是人教版高中物理必修二第7章《機械能守恒定律》第4節課的內容，這節課通過分析重力做功的特點，推導得出了重力勢能的表達式，并進一步討論重力勢能具有相對性及重力勢能是物體與地球系統所共有；是后面學習機械能守恒定律的基礎。

　　二、目標

　　1.知識目標：

　　(1)理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算.

　　(2)理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關.

　　(3)知道重力勢能的相對性.

　　2.能力目標：

　　用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程.

　　3.情感、態度和價值觀目標：

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣.

　　三、教學重點難點

　　重點：重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系.

　　難點：重力勢能的系統性和相對性.

　　四、學情分析

　　五、教學方法

　　1.實驗探究：物體的勢能和哪些因素有關。

　　2.學案導學：見后面的學案。

　　六、課前準備

　　1.學生的學習準備：預習重力勢能一節

　　2.教師的教學準備：多媒體課件制作，制作學案

　　3.教學環境的設計和布置：教室

　　七、課時安排：

　　1課時

　　八、教學過程

　　（一）預習檢查、總結疑惑

　　檢查落實學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

　�。ǘ�）情景導入、展示目標。

　　教師提出問題：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進地里，為什么

　　學生回答：重錘具有重力勢能.?

　　教師繼續提問：那么什么是重力勢能

　　學生回答：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能.?

　　演示實驗：?

　　在一個透明的玻璃容器內裝上沙子.?

　　實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.?

　　實驗二：用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.?

　　學生回答觀察到的現象：?

　　在實驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大.?

　　在實驗二中，質量大的鐵球落在沙子中的深度大.?

　　教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大.?

　　引入：那么，怎樣定量地表示重力勢能呢

　　設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。

　　（三）合作探究、精講點撥。

　　1.重力勢能?

　　教師設置問題：

　�。�1）把一個質量為m的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功?重力勢能如何變化

　�。�2）前邊我們學過了功和能之間的關系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系

　　學生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化.?

　　分析實例：?

　　用投影片出示問題：?

　　質量為m的物體從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點，重力所做的功為多少

　　學生求解得到：重力所做的功為：WG＝mgΔh＝mg（h1－h2）?

　　教師指出：前邊我們結合功和能的關系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能.?

　　板書：EP＝mgh

　　推導重力勢能的單位：?

　　1kg?m/s2?m＝1N?m＝1J

　　重力勢能是標量?

　�。�3）教師指導學生推導重力做功與重力勢能變化之間的關系進行討論：?

　　當物體由高處運動到低處時，h1>h2，WG>0 ∴

　　當物體由低處運動到高處時，h1

　�、劢處熆偨Y：重力做正功及負功時，重力勢能都是怎么變化的，其變化量與重力的功有什么關系？?

　�。�4）討論：如圖所示，物體從高為h1處運動到高為h2處，運動的路徑有無數條，討論在這些運動過程中，重力所做的功是否相同.?

　　學生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量mg（h1－h2）是一定的.?

　　教師：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，跟物體運動的路徑無關.?

　　2.重力勢能的相對性?

　　教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高h，則該物體的重力勢能為多大

　　學生會說出一些不同的答案

　　教師進一步提出問題：同一個物體的重力勢能，為什么會有不同的值呢

　　學生通過看教材可以回答這個問題。

　　通過設置問題，激發學生好奇心，使他們對知識點有更深刻的印象。

　　（四）反思總結，當堂檢測。

　　教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測。

　　設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。

　�。ㄎ澹┌l導學案、布置預習。

　　我們這節課學習了重力勢能及其表達式還有它的相對性，機械能包括動能、我們今天所學的重力勢能，還有彈性勢能，那么彈性勢能的表達式是什么呢？在下一節課我們一起來探究彈性勢能的表達式。這節課后大家可以先預習這一部分，并完成本節的課后練習及課后延伸拓展作業。

　　設計意圖：布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固提高。教師課后及時批閱本節的延伸拓展訓練。

　　九、板書設計

　　一、重力勢能

　　(一)表達式

　　（二）單位

　　二、重力勢能的相對性

　　十、教學反思

　　本課的設計采用了課前下發預習學案，學生預習本節內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。

　　本節課通過一些簡單易行的實驗和科學的推導加深了學生對重力勢能這一概念的理解，并通過設疑，讓學生自己發現問題，進而解決了重力勢能的相對性這一難點。

　　本節課時間45分鐘，其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘，精講點撥15分鐘左右，反思總結當堂檢測5分鐘左右，其余環節18分鐘，能夠完成教學內容。

重力勢能 篇7

　　教學目標

　　知識目標

　　1、理解重力勢能的概念，會用重力勢的定義進行計算。

　　2、理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。

　　3、知道重力勢能的相對性。

　　能力目標

　　1、根據功和能的關系，推導出重力勢能的表達式;

　　2、學會從功和能的關系上解釋和分析物理形象。

　　德育目標

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣。

　　教學重點

　　重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。

　　教學難點

　　重力勢能的系統性和相對性

　　課程類型

　　新授課

　　教學方法

　　實驗觀察法、分析歸納法、講練法

　　教學用具

　　ppt課件，電子教鞭

　　課時安排：1課時

　　教學步驟

　　導入新課

　　曾經讀過一篇文章，叫做《汕頭的雪》，汕頭也會下雪嗎?

　　汕頭也會下雪，與眾不同的雪——木棉棉絮。南方的人，對北方的雪總有一些期待，我也不例外。

　　有哪些同學見過北方的雪嗎?

　　潔白無垠的雪，總讓人浮想聯翩，也讓人向往，但是，令人想不到的是，它也具有驚人的破壞力：

　　例1：20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成100人失蹤(附圖片)

　　例2：四川丹巴亞丁雪崩(附圖片)

　　如此美麗的雪花，怎么會有這么大的破壞力?雪崩為什么會有這么大的能量?

　　浩瀚夜空，點點繁星，當我們在欣賞璀璨星空的時候，絕不會想象到它們也會給地球帶來巨大的傷害：

　　美國內華達州亞利桑那隕石坑，5萬年前，一顆直徑約為30～50m的鐵質流星撞擊地面，它的爆炸力超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個大坑，據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。(附圖片)

　　隕石為何具有這么大的能量?這些能量與什么因素有關?

　　雪崩和隕石都有一個特點，具有一定的高度。

　　學習了中學物理后，我們知道物體由于被舉高而具有的能量就叫做重力勢能，物體的重力勢能的大小與什么因素有關呢?

　　小實驗(視頻)：

　　實驗一：相同質量的小球，從不同高度下落。

　　實驗二：不同質量的物體，從同一高度下落。

　　學生觀察后得出結論：

　　實驗一：質量一定時，高度越高，重力勢能越大。

　　實驗二：高度一定時，質量越大，重力勢能越大。

　　要研究重力勢能，就不能脫離對重力做功的研究

　　新課教學

　　一、重力做功

　　討論小球豎直下落，重力所做的功

　　物體由A運動到B，重力做功mgh

　　討論小球沿斜線下落，重力所做的功

　　物體由A運動到B，重力做功mgh

　　3、討論小球沿曲線下落，重力所做的功

　　物體由A運動到B，重力做功mgh

　　綜合以上三種情況，可以得到結論：物體運動時，重力對它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。

　　即WG =mgh1- mgh2

　　二、重力勢能：

　　結合功和能的關系，我們可以分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，并且經過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能。

　　重力勢能：物體憑借其高度而具有的能量 EP=mgh

　　1、重力做功與重力勢能的變化 WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2

　　重力做功WG

　　(正、負)

　　重力勢能Ep

　　(增加、減少)

　　重力做功和重力勢能變化的關系

　　物體上升

　　負

　　增加

　　物體克服重力做的功等于重力勢能的增加

　　物體下落

　　正

　　減少

　　重力做的功等于重力勢能的減少

　　【練習】

　　一質量為5kg的小球從5m高處下落，碰撞地面后彈起，每次彈起的高度比下落高度低1m，求：小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?重力勢能如何變化? (g=9.8m/s )

　　解略 新課教學

　　1、討論課本P60中的“說一說”。

　　2、確定重力勢能的大小

　　學生分組討論：一棟三層高的樓房，每層的高度3m，將一個質量為5kg的小球放在三樓陽臺的欄桿上，欄桿的高度是1m，求小球的重力勢能。( g=9.8m/s2 )

　　不同學生得到的重力勢能數值可能不同。

　　這是由于所選高度的起點不同而造成的。

　　我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面

　　確定重力勢能的方法：

　�、傧冗x定參考平面(0勢能面)

　�、谠趨⒖济嫔戏降奈矬w的高度是正值，重力勢能也是正值;

重力勢能 篇8

　　重力勢能--

　　本節教材分析

　　本節講述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關系.重力做正功時，重力勢能減少，克服重力做功(重力做負功)時，重力勢能增加，關于這個關系，由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學時最好能結合一些實例，從能量轉化的角度分析，解開學生的困惑，例如可舉在自由落體運動中，重力做正功，重力勢能減少，同時由動能定理可知，動能增加.重力勢能轉化為動能，這樣做，也可以為下一節講解機械能守恒定律做好準備.

　　關于重力做功與路徑無關和彈性勢能的教學：只要求學生知道即可.

　　教學目標

　　一、知識目標

　　1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算.

　　2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關.

　　3.知道重力勢能的相對性.

　　4.了解彈性勢能.

　　二、能力目標

　　1.根據功和能的關系，推導出重力勢能的表達式.

　　2.學會從功和能的關系上解釋和分析物理形象.

　　三、德育目標

　　滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣.

　　教學重點

　　重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系.

　　教學難點

　　重力勢能的系統性和相對性

　　教學方法

　　實驗觀察法、分析歸納法、講練法

　　教學用具

　　鐵球(大小、質量均不同的兩個)、透明玻璃容器、沙子、投影片.

　　教學過程

　　用投影片出示本節課的學習目標

　　1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算.

　　2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關.

　　3.知道重力勢能的相對性.

　　4.了解彈性勢能.

　　學習目標完成過程：

　　一、復習導入

　　教師：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進地里，為什么?

　　學生：因為重錘具有重力勢能.

　　教師：那么什么是重力勢能?

　　學生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能.

　　演示實驗：

　　在一個透明的玻璃容器內裝上沙子.

　　實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.

　　實驗二：用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.

　　學生回答觀察到的現象：

　　在實驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大.

　　在實驗二中，質量大的鐵球落在沙子中的深度大.

　　教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大.

　　引入：那么，怎樣定量地表示重力勢能呢?

　　板書課題：重力勢能

　　二、新課教學

　　(一)重力勢能

　　1.教師舉例

　　把一個質量為m的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功?重力勢能如何變化?

　　學生：上升過程中，物體克服重力做功(重力做負功).物體的重力勢能增大.

　　下落過程中，重力做正功，物體的重力勢能減小.

　　教師：前邊我們學過了功和能之間的關系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系?

　　學生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化.

　　2.上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢能的變化，下邊我們再來分析一個例子：

　�、儆猛队捌�出示問題：

　　質量為m的物體從高度為h1的a點下落到高度為h2的b點，重力所做的功為多少?

　　②學生求解得到：

　　重力所做的功為：wg＝mgδh＝mg（h1－h2）

　�、劢處煟呵斑呂覀兘Y合功和能的關系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經過推導又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能.

　　板書：ep＝mgh

　　ep  物體的重力勢能  焦（j）

　　m→物體的質量  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）

　�、芡茖е亓�勢能的單位：

　　∵1kgm/s2m＝1nm＝1j

　　∴重力勢能的單位是焦耳，并把上述板書補充完整.

　　⑤重力勢能是標量

　　3.據重力做功與重力勢能變化之間的關系進行討論：

　�、俳處煟何覀冇�  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 

　　②學生討論得到：

　　當物體由高處運動到低處時，h1>h2，wg>0  ∴ 

　　當物體由低處運動到高處時，h1<h2，wg<0  ∴ 

　�、劢處熆偨Y：重力做正功時，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功.

　　物體克服重力做功(重力做負功)時，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.

　　4.討論：如圖所示，物體從高為h1處運動到高為h2處，運動的路徑有無數條，討論在這些運動過程中，重力所做的功是否相同.

　　學生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量mg（h1－h2）是一定的.

　　教師：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，跟物體運動的路徑無關.

　　(二)重力勢能的相對性

　　教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高h，則該物體的重力勢能為多大?

　　學生：3mgh；mgh；2mgh.

　　教師：同一個物體的重力勢能，為什么會有三個不同的值呢?

　　學生：是由于所選高度的起點不同而造成的.

　　教師：我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面，第一位同學以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢能為3mgh，第二位同學是以三樓地面為參考平面，則物體的重力勢能為mgh，同理第三位同學是以二樓地面作為參考平面，得到的重力勢能為2mgh.

　　板書：①參考平面的選取是任意的.

　�、谶x取不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是不同的.

　�、弁ǔ＿x地面為參考平面.

　　(三)彈性勢能

　　1.演示

　　裝置如圖所示：將一彈簧壓縮不同程度：觀察現象.

　　取一個硬彈簧，一個軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察現象.

　　2.學生敘述實驗現象

　　實驗一中：當彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠.

　　實驗二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時，硬彈簧把木塊彈出的遠.

　　3.上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發生形變，在恢復原狀時能夠對木塊做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能.

　　板書：發生形變的物體，在恢復原狀時能夠對外做功，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢能.

　　4.教師：同學們能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎?

　　學生：卷緊的發條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時的撐桿等.

　　5.教師分析上述各例中彈性勢能和形變程度之間的關系，學生總結得到：

　　形變程度越大，彈性勢能也越大.

　　6.教師：到現在為止，我們已學習了兩種勢能：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決定，對于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度不同，發生形變的物體的各部分相對位置也會發生變化，得到：

　�、賱菽芤步形荒�.

　�、趧菽芫哂邢到y性：重力勢能是物體和地球組成的系統共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的.

　　三、鞏固練習

　　用投影片出示思考題：

　　1.關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是

　　a.當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少

　　b.物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加

　　c.地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值

　　d.重力做功的多少與參考平面的選取無關

　　2.物體在運動過程中，克服重力做功為50 j，則

　　a.重力做功為50 j

　　b.物體的重力勢能一定增加50 j

　　c.物體的動能一定減少50 j

　　d.重力做了50 j的負功

　　3.以40 m/s的初速度豎直向上拋出一個物體，經過t秒后，物體的重力勢能是動能的3倍，g＝10 m/s2，則t的大小為

　　a.2秒  　　b.3秒　　　c.4秒 　　d.5秒

　　參考答案：

　　1.abd 2.bd��3.a

　　四、小結

　　本節課我們學習了：

　　1.勢能由物體間的相互作用而產生，由它們的相對位置而決定.

　　2.勢能是標量，單位是焦耳.

　　3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關，只跟物體運動的始、末位置有關，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差.

　　4.重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關.

　　思考題

　　1.關于重力勢能的幾種理解，正確的是

　　a.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功

　　b.相對于不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但這并不影響研究有關重力勢能的問題.

　　c.在同一高度將物體不論向任何方向拋出，只要拋出時的初速度大小相同，則落地時減少的重力勢能必相等

　　d.放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零

　　2.一物體從a點沿粗糙面ab與光滑面ac分別滑到同一水平面上的b點與c點，則下列說法中正確的是

　　a.沿ab面重力做功多

　　b.沿兩個面重力做的功相同

　　c.沿ab面重力勢能減少多

　　d.沿兩個面減少的重力勢能相同

　　3.在水平面上豎直放置一輕質彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧速度減為零時

　　a.物體的重力勢能最大                     b.物體的動能最大

　　c.彈簧的彈性勢能最大                     d.彈簧的彈性勢能最小

　　4.質量為1kg的鐵球從某一高度自由落下，當下落到全程中點位置時，具有36 j的動能.空氣阻力不計，取地面為零勢能面，g取10 m/s2，則

　　a.鐵球在最高點時的重力勢能為36 j

　　b.鐵球在全程中點位置時具有72 j機械能

　　c.鐵球落到地面時速度為12 m/s

　　d.鐵球開始下落時的高度為7.2m

　　參考答案：

　　1.bc��2.bd��3.c��4.bcd

　　六、板書設計

　　習題精選

　�。ㄒ唬�

　　1、以下說法中，正確的是：

　　a.重力勢能大的物體，離地面高度大；

　　b.重力勢能大的物體，所受重力一定大；

　　c.重力勢能大的物體，質量不一定大；

　　d.重力勢能大的物體，速度不一定大。

　　2、質量相同的實心木球和銅球，放在同一水平桌面上，則它們的重力勢能是：

　　a.木球大；     b.銅球大；     c.一樣大；     d.不能比較。

　　3、以下敘述中正確的是：

　　a.重力對物體做功越多，物體的重力勢能越少；

　　b.物體克服重力做功越多，物體的重力勢能越少；

　　c.重力對物體不做功，物體的重力勢能一定為零；

　　d.物體沒克服重力做功，物體的重力勢能不一定為零。

　　4、不同質量的兩個物體由同一地點以相同的動能豎直向上拋出，不計空氣阻力，則這兩個物體（  ）

　　a.所能達到的最大高度和最大重力勢能都相同

　　b.所能達到的最大高度不同，但最大重力勢能相同

　　c.所能達到的最大高度和最大重力勢能均不同

　　d.所能達到的最大高度相同，但最大重力勢能不同

　　5、粗細均勻，長為5m，質量為60kg的電線桿橫放在水平地面上，如果要把它豎直立起，至少要做        j的功（  ）

　　參考答案：

　　1、cd    2、c  3、ad  4、b  5、1500

　　（二）

　　1.關于重力勢能的理解，下列說法正確的是

　　a.重力勢能是一個定值

　　b.當重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少

　　c.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于0

　　d.重力勢能是物體和地球共有的，而不是物體單獨具有的

　　2.物體的重力勢能等于_____，定義式ep��＝_____.

　　3.一根均勻的直棒平放在地面，將它豎直立起時o點不滑動，若棒的質量為m，棒長為l，則棒被豎直立起時外力做功至少為_____，重力做功為_____，物體克服重力做的功為_____，棒的重力勢能增加了_____，外力作用點越靠近右端時用的力_____，但做的功_____.

　　4.如圖所示，重物a的質量為m，置于水平地面上，其上表面聯結一根豎直的輕質彈簧，彈簧的長度為l，勁度系數為k，現將彈簧的上端p緩慢地豎直上提一段距離l，使重物a離地面時，重物具有的重力勢能為_____.

　　5.如圖所示，質量為m的物體從h高處的a點由靜止自斜面滑下，再滑到平面上的c點停下，在b點沒有能量損失，則在a→b→c的全過程中物體克服阻力所做的功為_____，如果使物體由c點沿原路返回到a點，則外力至少做功為_____.

　　6.一個物體從距地面的高度為h處自由下落，當它的動能與其重力勢能相等時，需要下落的時間為

　　a.  　　　　b.  　　　　c.  　　　　d. 

　　7.在豎直平面內有一個半徑為r的  圓弧形軌道，一個質量為m的小物體從軌道最高點a由靜止滑下，到達最低點b時恰好又靜止，問：

　�、傥矬w在下滑過程中受到哪些力的作用?

　�、趯π∥飰K做功的力各是什么力?做了多少功 ，大小各為多少?

　�、坌∥飰K由a到b，其重力勢能變化了多少，如何變化?轉化為什么形式的能?有多少，用什么去量度?

　　8.如圖是幾個斜面，它們高度相同，而傾角不同，讓質量相同的物體沿斜面由靜止從頂端運動到底端，試根據功的公式計算沿不同斜面重力所做的功，并證明這個功與斜面的傾角無關.

　　9.如圖所示，輕質長繩水平地跨過距2l的兩個定滑輪a、b上，質量為m的物塊懸掛在繩上o點，o與a、b兩滑輪的距離相等，在輕繩兩端c、d分別施加豎直向下的恒力f＝mg，先托住物塊，使繩處于水平拉直狀態，從靜止釋放物塊，在物塊下落過程中，保持c、d兩端的拉力f不變，則

　�、佼斘飰K下落距離h為多大時，物塊的加速度為零.

　�、诋斘飰K下落上述距離的過程中，克服c端恒力f做的功w為多少?

　�、矍笪矬w下落的最大速度vm和最大距離h.

　　參考答案：

　　1.bd　　2.物體的重量和它的高度的乘積；mgh

　　3.  越小，不變.

　　4.    5.mgl；2mgl  6.b

　　7.�、僦亓�、彈力和滑動摩擦力

　�、谥亓�和滑動摩擦力；重力做正功，大小為mgr；滑動摩擦力做負功，大小為mgr

　　③mgr，減少，內能，mgr，滑動摩擦力做的功

　　8.證明略

　　9.①        ②      ③ 

　　（三）

　　1.關于勢能的幾種說法中，正確的是：

　　a.勢能是物體系中各相互作用的物體的相對位置所決定的能量，勢能是系統共有的；

　　b.重力勢能的大小是相對的，但變化量大小是絕對的；

　　c.重力做的功等于重力勢能的增量；

　　d.在彈性限度內，彈簧的形變量越大，彈性勢能也越大。

　　2.關于勢能的變化，下列說法中正確的是：

　　a.摩擦力做功，勢能一定減��；

　　b.彈力做正功，彈性勢能一定增加；

　　c.重力做正功，重力勢能一定減小；

　　d.勢能變化與外力無關。

　　3.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長1m的繩子系住一個重100n的物體，則該物體的重力勢能是：

　　a.100j；　　b.900j；　　 c.-100j；　　d.不作規定，無法確定。

　　4.橫臥在水平地面上質量為100kg，長為2m的均勻圓鐵棒，一端著地，另一端從地面上豎立起來，其重力勢能增量和重力功是：

　　a.1960j，-1960j；　　b.-1960j，1960j；　　c.980j，-980j；　　d.-980j，980j。

　　5.某人將重物由靜止舉高h，獲得的速度為v，則下列說法中正確的是：

　　a.物體所受合外力對它做的功等于物體的動能增量；

　　b.人對物體做的功等于物體機械能的增量；

　　c.重力和人對物體的功等于物體機械能的增量；

　　d.物體克服重力做的功等于物體勢能的增量。

　　6.在光滑的水平面上，物體a以較大速度va向前運動，與以較小速度vb向同一方向運動的，連有輕質彈簧的物體b發生相互作用，如圖所示。在相互作用的過程中，當系統的彈性勢能最大時：

　　a.va>vb；   b.va=vb；  c.va<vb；   d.無法判斷。

　　7.大型拱橋的拱高為h，弧長為l，如圖所示，質量為m的汽車在 以不變的速率v由a點運動到b點的過程中，以下說法正確的是：

　　a.由a到b的過程中，汽車的重力勢能不變，重力始終不做功；

　　b.由a到b的過程中，汽車的重力勢能的增量為零，重力的總功等于零；

　　c.汽車的重力勢能先增大后減小，總的變化量為0，重力先做正功，后做負功，總功為零；

　　d.汽車的重力勢能先增大后減小，上坡時重力做負功，下坡時做正功，總功為零。

　　8.一根彈簧的彈力—位移圖線如圖所示，那么彈簧由伸

　　長量8cm到伸長量4cm的過程中，彈力功和彈性勢能的變化量為

　　a.3.6焦耳，-3.6焦耳； 

　　b.-3.6焦耳，3.6焦耳；

　　c.1.8焦耳，-1.8焦耳；

　　d.-1.8焦耳，1.8焦耳。

　　9.如圖所示，一個人通過小定滑輪使質量為m的物體勻速上升。當人在水平地面上由a點移動b點，繩子由豎直方向變成與水平方向成  角。已知ab間距離為s，若不計摩擦及滑輪質量，在這過程中物體重力勢能的增量是： 

　　a.mgs　　　　　　　　　b.mgscosa

　　c.   　d. 

　　10.質量為m的小球，用輕質細線栓住，在豎直平面內繞線的一端作圓周運動，那么小球通過最高點和最最低點時，細線上拉力的差值是：

　　a.8mg；　　b.6mg　　c.4mg　　d.2mg。

　　參考答案

　　1、abd  2、c  3、d 4、c  5、abd  6、b  7、bd  8、c  9、c  10、b

重力勢能 篇9

　　設計思路

　　《重力勢能》一節新教材與舊教材相比有很大變化。教材首先從重力做功開始，討論物體豎直向下運動、沿傾斜直線向下運動、以至物體沿任意路徑向下運動幾種情況的重力做功，利用極限思想，嚴格證明了重力對物體做功與路徑無關。分析“mgh”是一個具有特殊意義的物理量，來定義重力勢能。然后再分析重力勢能的變化和重力做功的關系，再講重力勢能的相對性和系統性。這樣將重力勢能的講法準確了，也加深了，思路比較清晰。

　　本節課內容既是重點又是難點，學生在一節課內不容易全面理解和掌握，教學中不宜追求多而全，可以在后續課程中逐漸理解與加深。

　　教學過程中可以多舉身邊的實際例子，由簡單的現象如自由落體等進行分析，便于得出結論，學生也容易接受。

　　教法上教師應充分調動學生的思維，使學生始終處于學習的主體，激發探究意識和學習的積極性。

　　教學目標

　　1、知識與技能

　�。�1）理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算；

　�。�2）理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關；

　�。�3）知道重力勢能的相對性和系統性。

　　2、過程與方法

　�。�1）根據已有的知識，利用極限的思想證明重力做功與路徑無關；

　�。�2）根據功和能的關系，推導重力勢能的表達式。使學生體會知識建立的方法。

　　3、情感態度與價值觀：從對生活中有關的物理現象觀察、對已有知識的掌握得到物理結論，激發和培養

　　學生探索自然規律的興趣。

　　教學重點：

　　重力做功與路徑無關，重力勢能的概念，重力勢能的變化和重力做功的關系。

　　教學難點：

　　重力勢能的變化和重力做功的關系，重力勢能的相對性和系統性。

　　教學內容：

　　第四節重力勢能

　�。ㄒ唬┮�入新課

　　問題1：水力發電站是利用水來發電的，水是利用什么來發電的呢？高處的石頭欲落下，你為什么害怕，急于要躲開呢？（物體由于被舉高而具有重力勢能。）

　　問題2：怎么樣認識重力勢能呢？

　　演示：粉筆在豎直方向上的運動。（引導學生分析粉筆上升和下降過程重力做功與重力勢能的變化）

　　功與能是兩個密切聯系的物理量。物體的高度發生變化，重力勢能發生變化，重力要做功。我們認識重力勢能，不能脫離重力做功的研究。

　�。ǘ�）進行新課

　　本節課就從重力做功的研究入手，來認識重力勢能。

　　1、重力做功

　　根據功的計算公式分別計算甲、乙、丙三種情況中小球由A到B過程中重力所做的功。

　　過程甲、乙結果為：Wmg=mgh=mgh1-mgh2

　　過程丙：物體沿任意路徑向下運動情況，學生會感到困難。在分析過程中要體現出極限思想，主要強調的是科學方法。思路為：逐步提出問題，引發學生思考并逐步進行分析計算。

　�。�1）物體沿曲線運動，就已有的知識，重力做功能求出嗎？（不能）怎么辦？

　�。�2）想一想我們能夠解決的是什么樣的情況？（物體沿直線運動過程重力做功，可以根據過程甲乙的計算結果進行計算。）

　　（3）回憶前面學習過的方法，可不可以變曲為直呢，怎么變？（將整個路徑分成許多很短的間隔）

　�。�4）怎么樣來進一步計算重力的做功？（W=W1+ W2+ W3+…）這一過程中，教師聽取學生匯報，點評，解答學生可能提出的問題。

　　根據上面的分析，歸納總結出解決問題的方法是：把整個路徑分成許多很短的間隔；由于每一段很小很小，都可以近似看作一段傾斜直線；分別求出物體通過每一小段傾斜直線時重力所做的功；物體通過整個路徑時重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代數和。先猜想以下結果可能是什么樣的？有沒有依據，

　　A A A h A3 A1 A2 h1 B丙

　　△h1 △h2 △h3 h h1 h2 B甲

　　B乙

　　h2還是一種感覺？然后再進行計算，自己檢驗你的猜想。結果：Wmg=mgh=mgh1-mgh2

　　結論：物體運動時，重力對它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。

　　2、重力勢能

　　重力勢能應該與那些量有關？如果輕重不同的石頭從同一高度下來砸到腳上，感覺怎樣？同一塊石頭從不同高度下來，砸到腳上，感覺又如何？分析出重力勢能應該與重力、高度有關。

　　分析表達式：Wmg=mgh=mgh1-mgh2重力做功的大小等于物重跟起點高度的乘積mgh1與終點的mgh2兩者之差，觀察重力mg與所處位置的高度h的乘積“mgh”看出，

　　（1）與重力做功密切相關；

　　（2）隨高度變化而變化，恰與勢能的基本特征一致。

　　這是一個具有特殊意義的物理量。

　�。�1）定義：地球上的物體具有的和它的高度有關的能量，叫做重力勢能。

　�。�2）表達式：Ep=mgh即物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積。

　　（3）重力勢能為標量。

　�。�4）單位：1J=1kg·m/s·m=1Nm

　　2

　　1 h

　　h1 2 h2舉例計算如圖小球在1和2位置的重力勢能。（m=10kg，h1=3m，h2=1m）

　　3、重力勢能的變化和重力做功的關系

　　問題1：定性分析上圖中小球從1→2和從2→1過程中，重力做功情況，重力勢能變化情況？

　　問題2：定量分析重力勢能的變化和重力做功的關系？

　　結合上面的具體數值，計算重力勢能的變化值，和重力做功的數值，首先建立一個數量上的概念。

　　分析：Wmg= mgh1-mgh2式中：Wmg為重力做功；EP1=mgh1為初位置的重力勢能；EP2=mgh2為末位置的重力勢能。

　　重力勢能的變化表示為：△EP= EP2- EP1則：Wmg= —（EP2—EP1）= —△EP

　　問題3:小球沿光滑斜面下滑到底端，計算重力做功。