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1、2022年高中物理《動(dòng)能 勢(shì)能》教案1 粵教版必修1 一、教學(xué)目的： 1．知道做功的過(guò)程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 2．正確理解動(dòng)能的概念，會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算． 3．理解重力勢(shì)能的概念和相對(duì)性，會(huì)用重力勢(shì)能的定義式進(jìn)行計(jì)算． 　 4．理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系．知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)． 　 5．了解彈性勢(shì)能． 二、重點(diǎn)難點(diǎn)： 重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系. 三、教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 復(fù)習(xí)提問(wèn)：在初中，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)關(guān)于能的初步知識(shí)，請(qǐng)說(shuō)出學(xué)過(guò)哪幾種形式的能？ （機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等）。 不同形式的能量是可以相

2、互轉(zhuǎn)化的，各種形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是由什么量來(lái)量度呢？ （二）進(jìn)行新課 一．提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們舉出課本里的物體能夠做功的例子。 （引導(dǎo)學(xué)生分析物體能夠做功的共同點(diǎn)就是都有做功的本領(lǐng)-----能） 1．一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量 提問(wèn)：我們知道，各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中守恒，那么在這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，功扮演著怎樣的角色？ 2．功是能量轉(zhuǎn)化的量度 轉(zhuǎn)化過(guò)程中，轉(zhuǎn)化了的能量的多少可以用做功的多少來(lái)量度．功這個(gè)物理量重要的意義在于它表示了有多少數(shù)量的能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，做功的過(guò)程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,做了多少功，就表示有多少能量發(fā)生了

3、轉(zhuǎn)化． 知道了功和能的這種關(guān)系，就可以通過(guò)做功的多少，定量地研究能量及其轉(zhuǎn)化的問(wèn)題了。 二.動(dòng)能 （1）定義：在物理學(xué)中用這個(gè)量表示物體的動(dòng)能，動(dòng)能的符號(hào)為Ek=. （2）單位：在國(guó)際單位制中，動(dòng)能的單位是：1kg.m2/s2=1N.m=1J. （3）動(dòng)能是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向。 （4）動(dòng)能是一個(gè)狀態(tài)量，是針對(duì)某物體在某時(shí)刻而言。因此，動(dòng)能表達(dá)式中的v只能是瞬時(shí)速度。 例題1：質(zhì)量m=3kg的物體以v0= 5m/s的初速度豎直上拋，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，速度變?yōu)樨Q直向下的vt=4m/s，求這段時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)能的變化量。 （學(xué)生獨(dú)立分析，教師巡回指導(dǎo)） 三．重力勢(shì)能的大小與什么因素

4、有關(guān)呢？ 怎樣定量地表示重力勢(shì)能呢？ 把一個(gè)物體舉高，要克服重力做功，同時(shí)物體的重力勢(shì)能增加。一個(gè)物體從高處下落，重力做功，同時(shí)重力勢(shì)力能減小?？梢?jiàn)重力勢(shì)能跟重力做功有密切關(guān)系。 h1 h2 Δh A B 圖1 如圖1所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)，重力所做的功為： WG=mgΔh=mgh1-mgh2 我們可以看出WG等于mgh這個(gè)量的變化。在物理學(xué)中就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能用EP來(lái)表示。 1．重力勢(shì)能 （1）定義：由于物體被舉高而具有的能量。 （2）重力勢(shì)能的計(jì)算式：EP=mgh. 即物體的重力勢(shì)能等于物體

5、的重量和它的高度的乘積。 （3）重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國(guó)際單位中 都是焦耳(J) 2．對(duì)EP=mgh的理解： （1）式中h應(yīng)為物體重心的高度。 （2）重力勢(shì)能具有相對(duì)性，是相對(duì)于選取的參考面而言的。因此在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，應(yīng)該明確選取零勢(shì)面。 （3）重力勢(shì)能可正可負(fù)，在零勢(shì)面上方重力勢(shì)能為正值，在零勢(shì)面下方重力勢(shì)能為負(fù)值。 （4）選取不同的零勢(shì)面，物體的勢(shì)能值是不同的，但勢(shì)能的變化量不會(huì)因零勢(shì)面的不同而不同。 3．重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：圖1中，重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物

6、體的動(dòng)能了。重力勢(shì)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(diǎn)？ 討論課本P64的討論與交流1： 重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2 由此發(fā)現(xiàn)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只跟初末位置高度有關(guān)，物體減少的重力勢(shì)能仍等于重力所做的功。 師生共同總結(jié)出重力勢(shì)能變化只與重力做的功有關(guān)，兩者關(guān)系如下： 當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少。減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。 當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，即物體克服重力做功，重力勢(shì)能增加。增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出重力做功的特點(diǎn)： 4．重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初

7、始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。 5．彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。 引導(dǎo)學(xué)生舉些具有彈性勢(shì)能物體的實(shí)例。如張緊的弓、卷緊的發(fā)條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時(shí)的網(wǎng)球拍等都具有彈性勢(shì)能。初步了解彈簧所具有彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)。 分析：彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度越大，恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。彈簧的彈性勢(shì)能不跟彈簧的勁度有關(guān)，被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度相同時(shí)，勁度越大的彈簧彈性勢(shì)能越大。 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是由相互作用物體的相對(duì)位置決定的，所以勢(shì)能又叫位能。今后還將學(xué)習(xí)其它形式

8、的勢(shì)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(shuō)法中正確的是： A．沿著坡度小、長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多； B．沿長(zhǎng)度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多； C．沿長(zhǎng)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(xué)生先做，老師再評(píng)講。正確答案為D。 （三）課堂小結(jié)： 1．重力勢(shì)能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢(shì)能的計(jì)算式：EP=mgh.，即物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢(shì)能是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國(guó)際單位中都是焦耳。 2．重力做功的特點(diǎn)：重力所做的功只跟初

9、始位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。 3．彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，我們把物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能。 （四）課外作業(yè)： 把課本中的本節(jié)課后練習(xí)(4)、(5)題做在作業(yè)本上。 說(shuō)明： 1．重力勢(shì)能以及重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系，是同時(shí)引人的，理由與上一節(jié)同時(shí)引人動(dòng)能和動(dòng)能定理是相同的。 2．重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少；克服重力做功（重力做負(fù)功）時(shí)，重力勢(shì)能增加。這個(gè)結(jié)論與動(dòng)能定理的表述不一致，學(xué)生往往不理解。教師最好能舉出一些實(shí)例，從能量轉(zhuǎn)化的角度加以分析，解開學(xué)生的困惑。例如在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做正功，重力勢(shì)能減少，同時(shí)由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能。這樣做，也可為下一節(jié)講解機(jī)械能守恒定律做好準(zhǔn)備。 3．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(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。這一點(diǎn)，只要求學(xué)生知道。