高中物理《重力势能(1)》优质课教案、教学设计

设计思想“重力势能”一节的教学，因其同初中物理相比，梯度很大，致使师生深感教学维艰，因此列为本章难点内容。如何突破这一难点，使学生在知识和能力方面大上台阶，激励学生兴趣，强化物理学习风气，是个值得深思的课题。在复习重力势能有关知识的基础上，进一步根据功的定义，推导出重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关，进一步得出重力势能的计算公式，并通过实例分析，理解重力势能的相对性、正负含义等，并能准确地计算重力势能值．教学目标知识与技能：1．知道重力势能的定义。2.理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。3.理解重力做功与重力势能的关系。4.知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义。过程与方法：通过典型事例分析和实验演示来探究分析讨论，指导学生总结、归纳。情感态度与价值观：1．培养热爱科学，崇尚科学的品质2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。教学重点重力势能大小的确定重力做功与重力势能变化的关系教学难点重力势能的相对性的理解，参考平面的选择方法。教学资源智慧课堂平板大小不同的铁球两个铁架台教法设计1.演绎推导物体重力势能的定义表达方式。2.类比分析，举例释疑。教学过程教师活动学生活动设计意图一、重力势播放打桩机相关视频：重锤从学生：因为重锤具有重力势能。学生：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。，学生回答观察的现象：在实验中不同质量同一高度时质量大的铁球上升的高度大，同。一铁球释放位置高的上升的高度。推测影响重力势能的因素是质量和高度学生自己动手算WG=mgh=mgh1-mgh2WG=mgcosθl=mgh提供重力做功与重力势能变化的关系的相关背景。经过探究进行推理判断决定势能的因素，进一步提出问题如何探究其表达式？。通过研究重力做功探究重力势能的表达式。能引入高处落下的视频，提出重锤可以把桩打进地里，为什么？教师：什么是重力势能？演示实验：实验：用大小不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球上升的高度。用同一铁球从不同高度释放观察铁球上升的高度。教师：通过上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大引入：那么，怎样定量地表示重力势能呢？板书课题：重力势能演示并解说：粉笔盒高度变化，重力势能也变化，此过程中重力一定了做功。认识重力势能，先研究重二、重力做力做功功写出几种情况下，物体从A→C，重力做的功：（1）竖直下落（2）沿倾斜直线向下运动=mgh1-mgh2WG＝ｍｇΔh1+ｍｇΔh2+ｍｇΔh3+┅=mg(Δh1+Δh2+Δh3+┅)=ｍｇ（ｈ１－ｈ２）学生得出结论：既然是能量单位，应是焦耳上升过程中，重力做功为-mgh，重力势能增加mgh；下落过程中，重力做功为mgh，重力势能减少mgh，（或称增加-mgh），（3）沿任意路径向下运动(提示)物体沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图B的结论可以得出。此极限方法亦可由学生自己提出。让学生总结出规律。板书：重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关。WG=mgh1-mgh2三、重力势能看起来，物体所受到的重力mg与它所处的高度h的乘积mgh是一个具有特殊意义的物理量。这个物理量与重力做功有关，又随高度而变化，与势能特征一致。我们把这个物理量mgh叫做体的重力势能用Ep表示。EP=mgh问（1）重力势能的单位如何？认识了重力做功与路径无关后，才引入重力势能的概念，学生会感到。困难，不宜要求过高。（2）重力做功与重力势能的变化教师将手中粉笔头竖直上抛，让学生分析其上升和下落过程中重力做功与重力势能的变化。四、重力势总结：重力做多少正功，重力势能就减少多少；重力做多少负功（或称克服重力做了多少功），重力势能就增加多少。即重力做功等于重力势能的减少量。若用WG表示重力做功，Ep1表示初态的重力势能，Ep2表示末态的重力势能，则上述关系可表达为：WG=Ep1-Ep2=-△Ep注意公式中两个势能的先后位置和△Ep前负号的意义（-△Ep指减少量）。讨论：歌词：山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道，不知道那棵更高，为什么？结论：高度具有相对性，重力势能也具有相对性。（1）重力势能具有相对性，是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时，应该明确选取零势面。（2）重力势能可正可负，在零势面上方重力势能为正值，在零势面下方重力势能为负值。（3）选取不同的零势面，物体的势能值是不同的，但势能的变化量不会因零势面的不同而不同。对于重力势能来说，物体处于不同高度，他的重力势能就不同。若没高度具有相对性,重力势能具有相对性。重力势能的能的相对性相对性与其正负值的理解是本节的难点从学生感兴趣的问题入手。五、势能的系统性只做一般了有地球，物体就不受重力，就谈不解到重力势能。所以，重力势能是地球与受重力作用的物体所组成的系统所共有的。六、课堂小结引导：（1）通过这一节的学习你有哪些收获？（2）重力做功可以度量重力势能的变化，这一结论是否具有更广泛的意义，你能利用现有的知识将其推广吗？渗透功是能量转化的量度这一观点。板书设计重力势能一、重力做功重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关。WG＝ｍｇΔh（Δh为起点和终点位置的高度差)二、重力势能EP=mgh特点：（1）单位：焦耳（J）(2)标量，有正负。（3）重力势能的相对性（4）是物体与地球共有三、课堂小节