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1、《勢能的改變》教學(xué)設(shè)計 學(xué)校：福建省泉州第五中學(xué)姓名：張墩杰日期：2006年11月28日 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)與任務(wù) 1、學(xué)習(xí)目標(biāo)描述 （一）知識與技能 1 .理解重方勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計算. 2 .理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān). 3 .知道重力勢能的相對性. 4 .了解彈性勢能. （二）過程與方法 1 .根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式. 2 .學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象. （三）情感態(tài)度與價值觀 通過小組合作學(xué)習(xí)讓每個同學(xué)體會到責(zé)任和義務(wù)以及尊重，學(xué)會同學(xué)間相互取 長補(bǔ)短，感受合作學(xué)習(xí)的快樂，通過對新知識

2、的研究，體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系，激發(fā)探索未知世界的樂趣。滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣. 2、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)任務(wù)說明 本節(jié)課的內(nèi)容：讓學(xué)生進(jìn)一步理解力做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程”、功是能量變化的量度”和提高靈活運用知識的能力。同時為卜T《能量守恒定律》的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)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(guān)系。 學(xué)習(xí)難點：重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。 抓住本節(jié)課的重點和難點，以學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動，采取啟發(fā)式、討論式、實驗探索式的教學(xué)模式，通過各種展示方式創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生通過對問題的交流討論，突出重點、突破難點。 二、

3、學(xué)習(xí)者特征分析 1、高一學(xué)生認(rèn)識事物的特點是：開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的來支持。 2、學(xué)生在初中時學(xué)生已接觸過重力勢能的概念，在高中階段要定量的解決重力勢能。 3學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計算方法。通過重力做功的計算來判斷重方勢能的變化，通過彈性做功來判斷彈性勢能的變化。 高中的學(xué)生具有一定自主探究能力，因而，在教學(xué)中以學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)為主，引導(dǎo)他們自覺主動地去討論探究。以學(xué)生為主體，注重以實驗為引導(dǎo)的啟發(fā)式教學(xué)，注重以實驗探究作為學(xué)生思維的出發(fā)點，引導(dǎo)學(xué)生討論和思考，尋找重力勢能改變有規(guī)律。 三、學(xué)習(xí)環(huán)境選擇與學(xué)習(xí)資源設(shè)計

4、 1.學(xué)習(xí)環(huán)境選擇（打，） （1）Web教室（） （2）多媒體教室（,） （3）室外活動（） （4）校園網(wǎng)（V） (5)Internet() （6）其它  2、學(xué)習(xí)資源類型（打，） （1）課件（網(wǎng)絡(luò)課件）（，） （2）工具（） （3）專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站 （） （4）多媒體資源庫（，） （5）案例庫（） （6）題庫（） （7）網(wǎng)絡(luò)課程（） （8）個人主頁（） （8）其它（） 四、學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè) 1、真實性情境（，） 2、問題性情境（，） 演示實驗，討論交流并總結(jié) 由教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析解決問題 五、學(xué)習(xí)活動的組織 相應(yīng)內(nèi)容 使用資源 學(xué)生

5、活動 教師活動 探索式 重力勢能和彈性勢能的改變 物理教材、演小實驗、課后練習(xí)題 分析、討論、總結(jié)、 提交結(jié)論。 獨立思考分析得出結(jié)論 問題情景的創(chuàng)設(shè)，問題的提出。 問題解答和咨詢。 六、教學(xué)過程 步驟 教師行為 學(xué)生行為 設(shè)計意圖 課堂準(zhǔn)備 1 .演示實驗的準(zhǔn)備。 2 .準(zhǔn)備課件資料。 預(yù)習(xí)新課內(nèi)容作好課前準(zhǔn)備。 結(jié)合生活實例和討論交流引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。 情境導(dǎo)入 師：提出問題：運動的物體具有能量，被舉高的物體有沒有能量？ 多媒體投影水電站圖片，提出問題：大家都知道水力發(fā)電站是用水來發(fā)電的，為什么要修那么高的大壩？水是利用了什么能來發(fā)電的？

6、多媒體投影打樁機(jī)的圖片，提出問題：打樁機(jī)中被舉高的重錘是否具有能量呢？如果有，那么它的能量是從哪里來的？為了能理解以上問題這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容——勢 能的改變 觀看幻燈片 聽老師講述并進(jìn)行 思考 引導(dǎo)學(xué)生通過對實例的觀察與分析  教學(xué)過程 （一）重力勢能 請同學(xué)們分析、討論以上提出的問題并引導(dǎo)學(xué)生歸納出重力勢能的定義。定義：物體處于一定的圖度們具有的能叫做重力勢能 提出問題：物體重力勢能的大小可能與哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們猜想 演示實驗【提供實驗器材：鐵球（大 小、質(zhì)量均不同的兩個卜透明玻璃容器、沙子】 在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子。實驗一：將小何的兩鐵球從向

7、Fj度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。實驗二：用一個鐵球從/、同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。學(xué)生回答觀察的現(xiàn)象：鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大。質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度越大。 歸納上述演示，我們可以定性得到：重方勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能就越大。 提出問題：那么，怎樣來定量表示重力勢能呢？ 實驗演示及解答問題： 投影片出示問題：讓質(zhì)量為m的小球從圖度為hi的A點卜落到圖度為h2的B點，重力所做的功為多少？ 丸萬防一 學(xué)生求解得到：1? 學(xué)生思考討論交流進(jìn)行分析 得出定義：物體處于一定的高度而具有的能叫做重力勢能

8、 觀察實驗，回答現(xiàn)象學(xué)生回答：鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大。質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度越大。 思考分析回答問題學(xué)生求解得到：重力所做的功為：Wg=mgAh=mg（h1—h2） 引導(dǎo)學(xué)生通過對運動實例的觀察與分析，總結(jié)出重力勢能的定義. 通過實驗引導(dǎo)學(xué)生分析物理量之間的關(guān)系（控制變量法） 通過實例分析物體受到的重力所做的功 重力所做的功為： WG=mgAh=mg(hi-h2)  教學(xué)過程 讓學(xué)生研究上式的物理意義：重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學(xué)中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能. 板書：重力勢能公式：Ep=mgh Ep防）物體的

9、重力勢能 立3焦（J） m一物體的質(zhì)量一弛T千克 （kg） g一重力加速度一（米母一次方秒）s2/m h一物體的高度一米（m） 讓學(xué)生推導(dǎo)重力勢能的單位 1kgin/s2m=1Nm=1J ，重力勢能的單位是焦耳。 重力勢能是標(biāo)量 多媒體投影問題：一個質(zhì)量為10kg 的物體，把它放置在一張高1m的桌 面上，則此物體的重力勢能是多少呢？（取g=10m/s2）根據(jù)學(xué)生回答讓學(xué)生討論：為什么同 一個問題會得到不同的答案？ 提出重力勢能的相對性：重力勢能E p=mgh中h是相對于某個水平囿來說的，這個水平囿上h=0,重力勢能也為零，這個水平面叫做零勢能參考平囿。通常也叫零勢

10、囿。參考水平囿的選取是任意的，選擇哪個水平面作為參考平面，可視研究問題的方便而定。通常選擇地面作為參考平面。 選擇不同的零勢囿，重力勢能是不同的。h是所處位置的平面IiJ參考水平面的距離。 動手推導(dǎo)重力勢能 單位 -1kgin/s2m=1 Nm=1J ??.重力勢能的單位 是焦耳。 思考問題并進(jìn)行討論 通過動手自我推導(dǎo)重力勢能的單位進(jìn)一步理解單位之間的關(guān)系. 讓學(xué)生通過問題設(shè)疑，討論分析，最后對問題進(jìn)行歸納總結(jié).提高學(xué)生的解決問題和分析問題的能力. 物體位于參考平面上方，h>0,重力勢能是正值， 物體位于參考平面下方，h<0,重力勢能是負(fù)值，表示物體在該位置具有的重

11、力勢能比它在參考水平面上面具有的重力勢能少。 教師：前面我們學(xué)過了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。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(xué)們猜想重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系？ （二）重力做功與重力勢能的改變 教師：我們用%=騰班來表示物體在初位置的重力勢能，用 小組討論交流 得出結(jié)論： 當(dāng)物體由高處 運動到低處時，hi> h 2 , Wg > 0 .?. 當(dāng)物體由低處 運動到高處時，h 1 < h 2 , Wg < 0 羯的來表示物體在末位置的 通過對物理量 之間的關(guān)系式 來討論各個物 理量在不同的 條件下的關(guān)系

12、. 重力勢能，則工二；7: 學(xué)生討論得到： 當(dāng)物體由高處運動到低處時，h 1>h2,Wg>0/ 當(dāng)物體由低處運動到高處時， hKh2,W<0與'蜃 思考討論，分析得出 重力所做的功相同 教師總結(jié)：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(fù)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。 通過閱讀討論 分析，提高學(xué)生 對問題的分析 和提煉觀點的 能力. 閱讀教材中討論與交流： 學(xué)生討論得出：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 （hi—h2）是一定的。 教學(xué)過程 教

13、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(guān)，跟物體運動的路徑無關(guān)。（三）彈性勢能的改變 1 .演示 裝置如圖所示：將一彈簧壓縮不同程度觀察現(xiàn)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(xiàn)象. 2 .學(xué)生敘述實驗現(xiàn)象 實驗1中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn). 實驗2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(yuǎn). 3 .上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時能夠?qū)δ緣K做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能. 4 .教師：同學(xué)們能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎？ 學(xué)生：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮

14、的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網(wǎng)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(guān)系，學(xué)生總結(jié)得到：形變程度越大，彈性勢能也越大. 6 .教師：到現(xiàn)在為止，我們已學(xué)習(xí)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. 觀察實驗 ,敘述實驗 現(xiàn)象 實驗1中：當(dāng)彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠(yuǎn). 實驗2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(yuǎn). 學(xué)生舉出實例：卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網(wǎng)球拍 或羽毛球拍、撐桿跳 高時的撐桿等. 通過實驗現(xiàn)象來給學(xué)生對彈性勢

15、能有個感性認(rèn)識. 通過大量的實例使學(xué)生進(jìn)一步理解彈性勢能的概念 教學(xué)過程 對于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度/、同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化，得到： ①勢能也叫位能. ②勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的。 知識應(yīng)用 用投影片出示思考題： 1 .關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，卜列

16、說法中正確的是 A.當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少 B.物體克服重力做功時，物體的重力勢能T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囿的選取無關(guān) 2 .物體在運動過程中，克服重力做功 為50J,則 A.重力做功為50J B.物體的重方勢能一定增加50 J C.物體的動能一定減少50J D.重力做了50J的負(fù)功 3 .以40m/s的初速度豎直向上拋出一個物體，經(jīng)過t秒后，物體的重力勢能是動能的3倍，g=10m/s2,則t的大小為 A.2秒B.3秒C.4秒D.5秒 獨立思考并 動手解題 1. ABD 2. BD 3. B 通過練習(xí)來鞏固本堂課所學(xué)的知識點，要理解并懂得熟練應(yīng)用所學(xué)的知識. 課堂小結(jié) 1 .勢能由物體間的相互作用而廣生，由匕們的相對位置”」決7E. 2 .勢能是標(biāo)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(guān)，只跟物體運動的始、末位置有關(guān)，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，一個物體的重方勢能的大小與參考平面的選取有美. 培養(yǎng)學(xué)生歸納的能力.進(jìn)一步掌握本堂課的內(nèi)容.  作業(yè) 課本P31第4、5、6題 完成練習(xí)冊 讓學(xué)生實現(xiàn)知識的自我反饋