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1、2022年高中物理《勢(shì)能的改變》教案4 魯科版必修2 教學(xué)內(nèi)容:《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)物理教科書·物理（２）》（魯科版）第二章第二節(jié)《勢(shì)能的改變》 設(shè)計(jì)思路： 本節(jié)首先通過視頻復(fù)習(xí)重力勢(shì)能的概念，讓學(xué)生感到物理就在自己熟悉的自然現(xiàn)象中，其次由學(xué)生探究重力勢(shì)能的影響因素，經(jīng)歷探究過程，發(fā)展探究能力，同時(shí)加深在實(shí)驗(yàn)中控制變量法的應(yīng)用；接著設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生探究重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，加深對(duì)重力勢(shì)能的理解，同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法，最后通過類比的思想和做課本的迷你實(shí)驗(yàn)理解彈性勢(shì)能，讓學(xué)生既體會(huì)到成功的喜悅，又感到用生活中簡(jiǎn)單的物品就可研究物理問題，激發(fā)了研究物理問題的興趣。本節(jié)設(shè)計(jì)注重創(chuàng)設(shè)

2、情境，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，體驗(yàn)成功的樂趣，在理解新知識(shí)的同時(shí)感悟科學(xué)的研究方法。 教材分析： “勢(shì)能的改變”是下節(jié)“能量守恒定律”的知識(shí)基礎(chǔ)，是本章的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)。本節(jié)進(jìn)述重力勢(shì)能及其相對(duì)性，重力勢(shì)能的變化以及與重力做功的關(guān)系和彈性勢(shì)能的變化與彈力做功的關(guān)系。重力功和重力勢(shì)能的關(guān)系，是學(xué)生第一次接觸到的功能關(guān)系的例子，功能關(guān)系的知識(shí)從此開始滲透。因此，對(duì)重力勢(shì)能的學(xué)習(xí)，需要比較系統(tǒng)和深入。彈簧的彈力做功也跟路徑無關(guān)，用相同的思路分析彈力功跟彈性勢(shì)能的關(guān)系，是對(duì)功能關(guān)系的又一次滲透。 學(xué)生分析： 1、學(xué)生在初中時(shí)學(xué)生已接觸過重力勢(shì)能的概念，在高中階段要定量的解決

3、重力勢(shì)能。 2、學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法。通過重力做功的計(jì)算來判斷重力勢(shì)能的變化，通過彈性做功來判斷彈性勢(shì)能的變化。 3、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(dòng)地去討論探究 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能 1.理解重力勢(shì)能的概念，會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算；知道重力勢(shì)能的相對(duì)性； 2.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關(guān)； 3. 了解彈性勢(shì)能. 二、過程與方法 1、經(jīng)歷自主探究過程和根據(jù)一定的關(guān)系推導(dǎo)出物理量表達(dá)式的過程 2、滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法和類比思想 3、學(xué)會(huì)從功

4、和能的關(guān)系上分析和解釋物理現(xiàn)象. 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 感受探究過程與現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系,滲透從對(duì)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. 重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：重力勢(shì)能的的概念及重力做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系。 難點(diǎn)：重力勢(shì)能的相對(duì)性、重力勢(shì)能變化的絕對(duì)性。 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 放錄像：節(jié)選美麗的東北雪景，緊接著過渡到大雪山的壯觀，在學(xué)生正看得津津有味時(shí)，跳到雪山發(fā)生雪崩，大雪以排山倒海之勢(shì)，摧毀一切，給人類和自然帶來巨大的災(zāi)難. 教師：為什么看起來非常漂亮的雪花會(huì)有如此大的破壞力呢？ 學(xué)生：由于具有巨大的能量. 學(xué)生：接著觀看錄像，思考

5、問題. 重錘把水泥樁打進(jìn)地里，說明重錘對(duì)水泥樁做了功.據(jù)功和能的關(guān)系，既然重錘可以對(duì)水泥樁做功，表明重錘具有能. 在初中，我們已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能.那么重力勢(shì)能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢？除了重力勢(shì)能以外還有其他形式的勢(shì)能嗎？本節(jié)課我們就來研究解決這些問題. 一、重力勢(shì)能 (一)探究EP=mgh 程序一：提出問題：重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)？ 程序二：建立假設(shè) 師：同學(xué)們可以根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，大膽提出自己的假設(shè)，并且說明你的理由。 生：高度有關(guān)。①由定義：地球上的物體由于處于一定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢(shì)能。②例如，放在

6、地面上的石頭沒有殺傷力，一旦從較高處落下，就會(huì)很危險(xiǎn)；打樁機(jī)重錘越高，樁陷得越深。 生：①與物體的質(zhì)量（重力）有關(guān)。如果懸掛在頭頂之上的是一團(tuán)棉花，不是杠鈴，就不會(huì)覺得可怕。②如果你的頭頂電線下懸掛的不是日光燈，而是200千克的杠鈴，你有何感受？ 生：與質(zhì)量和高度都有關(guān)系。 程序三：檢驗(yàn)假設(shè) ①實(shí)驗(yàn)定性檢驗(yàn) 出示實(shí)驗(yàn)器材：鐵球(兩個(gè)大小、質(zhì)量均相同的的小球，一個(gè)大小和質(zhì)量不一樣的小球)、透明玻璃容器、沙子、兩個(gè)一樣的自制小方凳 引導(dǎo)分析通過變量控制法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)一：分別使質(zhì)量不等的兩個(gè)小球從同一個(gè)高度落下； 實(shí)驗(yàn)二：使兩個(gè)質(zhì)量一樣的小球從不同高度落下； 引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)

7、和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度之間的定性關(guān)系 得到：同一高度的物體：質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大； 質(zhì)量相同的物體：高度越高，重力勢(shì)能越大。 教師指出：根據(jù)定量的研究，把物體的重力勢(shì)能表示為： EP=mgh （二）理解EP=mgh 主要采取講授式和自學(xué)討論 ①標(biāo)矢性：標(biāo)量 ②單位：焦耳（J） ③相對(duì)性：Ep與參考平面（零勢(shì)能面）的選擇有關(guān) ④系統(tǒng)性：重力勢(shì)能為地球與物體所共有的，重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性。為了敘述方便，可以說成是某一物體的重力勢(shì)能。 [重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性] 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文相關(guān)內(nèi)容.投影閱讀思考題： （1）為什么說重力勢(shì)能具有相對(duì)性？

8、 （2）什么是參考平面？參考平面的選取是唯一確定的嗎？ （3）選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是否相同？ （4）如果物體在參考平面的上方，重力勢(shì)能取什么值？表示什么含義？ （5）如果物體在參考平面的下方，重力勢(shì)能取什么值？表示什么含義？ 學(xué)生：帶著問題閱讀教材，然后選出代表發(fā)言. 教師：聽取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)： 1.重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來說的，這個(gè)水平面叫參考平面.參考平面選取不同，重力勢(shì)能的數(shù)值就不同.可見，重力勢(shì)能具有相對(duì)性. 選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視具體情況而定，通常選擇地面作為參考平面. 2.選擇不同的參考平面，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的。

9、3.對(duì)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(shì)能也是正值，表示物體在該位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面具有的重力勢(shì)能要大. 4.在參考平面下方的物體，高度是負(fù)值，物體具有負(fù)的重力勢(shì)能，表示物體在該位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能要少. 【知識(shí)拓展】 重力勢(shì)能和重力有關(guān)，而重力是地球施加給物體的，沒有地球，也就談不上重力勢(shì)能.可見，重力勢(shì)能是“地球和物體”這個(gè)系統(tǒng)共有的. 過渡語：功是能量變化的量度，合外力做功是物體動(dòng)能變化的量度，物體重力勢(shì)能發(fā)生變化與什么力做功相對(duì)應(yīng)呢？ 二、重力做功與重力勢(shì)能的改變 實(shí)例探究 設(shè)置情景：一小球從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)，設(shè)

10、小球質(zhì)量為1kg ,g取10m/s2,h1=20m,h2=10m,要求學(xué)生填寫以下二個(gè)表格 Ff G G A B h1 h2 Ff (2)小球受重力和阻力的共同作用 G G A B h1 h2 (1)小球僅受重力作用 以地面為零高度 研究過程 物體在各點(diǎn)的重力勢(shì)能 小球僅受重力的作用下 小球在重力和空氣阻力的作用下 重力勢(shì)能的改變 重力做功 重力勢(shì)能的改變 重力做功 A到B EpA= EpB= EPB- EPa= EPB- EPa= B到A EpA= EpB= E

11、PA- EPB= EPA- EPB= 以A點(diǎn)為零高度 研究過程 物體在各點(diǎn)的重力勢(shì)能 小球僅受重力的作用下 小球在重力和空氣阻力的作用下 重力勢(shì)能的改變 重力做功 重力勢(shì)能的改變 重力做功 A到B EpA= EpB= EPB- EPa= EPB- EPa= B到A EpA= EpB= EPA- EPB= EPA- EPB= 完成表格后學(xué)生探究：從表格中能總結(jié)出什么規(guī)律？ 引導(dǎo)：①重力勢(shì)能與零勢(shì)面選取有關(guān)嗎？物體在某兩點(diǎn)間重力勢(shì)能的改變與零勢(shì)面選取有關(guān)嗎？（指出改變量是末狀態(tài)量減去初狀態(tài)量） ②物體在某兩點(diǎn)間重力勢(shì)

12、能的改變與重力做功有什么關(guān)系？與是否有除重力之外的其他力存在或參與做功有關(guān)嗎？ 經(jīng)過討論，總結(jié)規(guī)律： ①重力勢(shì)能的具有相對(duì)性（相對(duì)于不同的參考平面重力勢(shì)能的大小不同），確定了參考平面，物體重力勢(shì)能才有確定值。重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能面的選取無關(guān)，具有絕對(duì)性 ②重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系。 小球下落，這一過程中重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做多少功，重力勢(shì)能減少多少；小球上升重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力做多少負(fù)功，重力勢(shì)增加多少；與是否有除重力之外的其他力存在或參與做功無關(guān)。 公式：WG=Ep1-Ep2 說明：WG表示重力做的功；Ep1表示物體初位置的重力勢(shì)能；Ep2表示物體末位

13、置的重力勢(shì)能. 三、重力做功和物體運(yùn)動(dòng)路徑的關(guān)系 A B 討論和交流：課本p29的討論與交流 如圖，小球以不同的路徑從某一高度A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力對(duì)小球做功大小有什么關(guān)系？說明了什么？ 教師引導(dǎo)： ①從“力做功的兩個(gè)要素：力與力方向上的位移”的角度思考。 ②從功能關(guān)系：重力做功是引起物體重力勢(shì)能變化的唯一因素的角度思考。 結(jié)論：重力做功只與物體始末位置的高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)。 四、彈性勢(shì)能的改變 1、彈性勢(shì)能和彈性勢(shì)能的改變 【演示】 裝置如圖所示： 將一木塊靠在彈簧上，壓縮后松手，彈簧將木塊彈出. 分別用一個(gè)硬彈簧和一個(gè)軟彈簧做上述實(shí)驗(yàn)，分別把它們壓縮后松手，觀

14、察現(xiàn)象. 學(xué)生：觀察并敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象. 現(xiàn)象一：同一根彈簧，壓縮程度越大時(shí)，彈簧把木塊推得越遠(yuǎn). 現(xiàn)象二：兩根等長(zhǎng)的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時(shí)，硬彈簧把木塊彈出得遠(yuǎn). 師生共同分析，得出結(jié)論： 上述實(shí)驗(yàn)中，彈簧被壓縮時(shí)，要發(fā)生形變，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)δ緣K做功，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢(shì)能. 教師：多媒體演示（撐桿中的彈性勢(shì)能），發(fā)生形變的物體，具有彈性勢(shì)能. 請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e幾個(gè)物體具有彈性勢(shì)能的例子. 學(xué)生：觀察課件演示，體會(huì)發(fā)生形變的物體，具有彈性勢(shì)能；思考并舉例：a.卷緊的發(fā)條　b.被拉伸或壓縮的彈簧　c.擊球的網(wǎng)球拍　d.拉開的弓. 教師：彈性勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)

15、？我們就來探究這些問題. 我們?cè)趯W(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí)，是從哪里開始入手進(jìn)行分析的？這對(duì)我們討論彈性勢(shì)能有何啟示？ 學(xué)生：思考后回答：學(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí)，是從重力做功開始入手分析的，討論彈性勢(shì)能應(yīng)該從彈力做功的分析入手. 實(shí)驗(yàn)：由學(xué)生做課本第30頁的迷你實(shí)驗(yàn) 引導(dǎo)：結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再通過類比重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系來理解和得出彈力做功與彈性勢(shì)能的改變的關(guān)系。 由學(xué)生討論得出結(jié)論：彈性勢(shì)能的大小同彈性形變的大小有關(guān)。彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能也越大。彈簧對(duì)外做了多少功，彈性勢(shì)能就減小多少；反之，克服彈力做了多少功，彈性勢(shì)能就增大多少。 教師強(qiáng)調(diào)：彈簧處與原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為0；彈簧的伸長(zhǎng)和壓縮的長(zhǎng)度相

16、同則彈性勢(shì)能也相同 2、勢(shì)能（由老師講解） 由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的能量。 重力勢(shì)能：由地球和物體間相對(duì)位置決定。 彈性勢(shì)能：由發(fā)生形變的各部分的相對(duì)位置決定 五、反饋練習(xí) 1、如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力.假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為0，則小球落到地面前瞬間的重力勢(shì)能為（　?。? A.mgh B.mgH C.mg(h+H) D.－mgh 2、物體在運(yùn)動(dòng)過程中，克服重力做功為50J，則： A、重力做功為50J； B、物體的重力勢(shì)能一定增加了50J； C、物體的動(dòng)能一定減少50J； D、重力做了50J的負(fù)功。 六、課堂小結(jié) 1、勢(shì)能由物體間的相互作用而產(chǎn)生，由它們的相對(duì)位置而決定． 　2、重力勢(shì)能是地球和地面上的物體共同具有的，一個(gè)物體的重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)．勢(shì)能是標(biāo)量，單位是焦耳． 　3、重力對(duì)物體所做的功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只跟物體運(yùn)動(dòng)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(shì)能之差． 　4、彈性勢(shì)能的大小同彈性形變的大小有關(guān)。彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能也越大。