2019-2020年高中物理《勢(shì)能的改變》教案1 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《勢(shì)能的改變》教案1 魯科版必修2 本節(jié)講述重力勢(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.由于與動(dòng)能定理的表述不一致，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)時(shí)最好能結(jié)合一些實(shí)例，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開(kāi)學(xué)生的困惑，例如可舉在自由落體運(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)化為動(dòng)能.這樣做也可以為下一節(jié)講解機(jī)械能守恒定律作好準(zhǔn)備. 關(guān)于重力做功與路徑無(wú)關(guān)和彈性勢(shì)能的教學(xué)，根據(jù)學(xué)校學(xué)生的具體情況，可以適當(dāng)?shù)卣归_(kāi)探究，這對(duì)提升學(xué)生能力是非常有幫助的. 學(xué)生已掌握動(dòng)能、重力勢(shì)能的概念，對(duì)本節(jié)來(lái)說(shuō)已有了很好的知識(shí)基礎(chǔ)，教學(xué)中應(yīng)大膽放手，使學(xué)生對(duì)重力做功和重力勢(shì)能的改變的關(guān)系進(jìn)行探索，有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)探究能力，培養(yǎng)興趣. 教學(xué)重點(diǎn) 重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系. 教學(xué)難點(diǎn) 重力勢(shì)能的系統(tǒng)性和相對(duì)性. 教具準(zhǔn)備 球(大小相同的一個(gè)鋼球，一個(gè)木球)兩個(gè)、透明玻璃容器、沙子、投影片等. 課時(shí)安排1課時(shí) 三維目標(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； 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(wú)關(guān)； 3.知道重力勢(shì)能的相對(duì)性； 4.了解彈性勢(shì)能. 二、過(guò)程與方法 1.根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢(shì)能的表達(dá)式； 2.學(xué)會(huì)從功和能的關(guān)系上分析和解釋物理現(xiàn)象. 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 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. 教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課 放錄像：節(jié)選美麗的東北雪景，緊接著過(guò)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(lái)巨大的災(zāi)難. 教師提問(wèn)：為什么看起來(lái)非常漂亮的雪花會(huì)有如此大的破壞力呢？ 學(xué)生回答：由于具有巨大的能量. 學(xué)生活動(dòng)：接著觀看錄像，思考問(wèn)題. 重錘把水泥樁打進(jìn)地里，說(shuō)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. 推進(jìn)新課 在初中，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)：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(lái)研究解決這些問(wèn)題. 一、重力勢(shì)能 【實(shí)驗(yàn)探究】 1.重力勢(shì)能與什么因素有關(guān) ［程序一］演示實(shí)驗(yàn) ［演示一］在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個(gè)鐵球分別從不同的高度釋放，使其落到沙子中，測(cè)量鐵球落入的深度. ［演示二］ 把大小相同、質(zhì)量不同的兩個(gè)球從同一高度釋放，測(cè)量它們落入沙子中的深度. ［程序二］學(xué)生敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： （1）當(dāng)鐵球質(zhì)量一定時(shí)，釋放點(diǎn)越高，鐵球落入沙子中越深； （2）當(dāng)釋放高度一定時(shí)，鐵球質(zhì)量大，鐵球落入沙子中越深. ［程序三］據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)： 物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢(shì)能就越大. 在物理學(xué)中我們就用mgh這個(gè)物理量來(lái)表示物體的重力勢(shì)能. 板 書： Ep=mgh m物體的質(zhì)量千克（kg） g重力加速度米/秒2（m/s2） h物體的高度米（m） Ep物體的重力勢(shì)能焦耳（J） 重力勢(shì)能是標(biāo)量，單位：J 2.重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性 教師活動(dòng)：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(shuō)重力勢(shì)能具有相對(duì)性？ （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？是否會(huì)影響有關(guān)重力勢(shì)能問(wèn)題的研究？ （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)生活動(dòng)：帶著問(wèn)題閱讀教材，然后選出代表發(fā)言. 教師活動(dòng)：聽(tīng)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(lái)說(shuō)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(jiàn)，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，但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問(wèn)題，因?yàn)樵谟嘘P(guān)的問(wèn)題中，有確定意義的是重力勢(shì)能的差值，這個(gè)差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同. 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(méi)有地球，也就談不上重力勢(shì)能.可見(jiàn)，重力勢(shì)能是“地球和物體”這個(gè)系統(tǒng)共有的. 學(xué)生活動(dòng)：討論對(duì)重力勢(shì)能“系統(tǒng)性”的理解，并發(fā)表各自的觀點(diǎn). 【課堂鞏固】 投影題目 1.關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，正確的是（ ?。? A.重力勢(shì)能等于零的物體，一定不會(huì)對(duì)別的物體做功 B.放在地面上的物體，它的重力勢(shì)能一定等于零 C.在不同高度將某一物體拋出，落地時(shí)重力勢(shì)能相等 D.相對(duì)不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢(shì)能，但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問(wèn)題 答案：CD 2.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 思路：重力勢(shì)能的大小是相對(duì)參考平面而言的，參考平面選擇不同，物體的高度不同，重力勢(shì)能的大小則不同. 解析：據(jù)題意知，已選定桌面為參考平面，則小球在最高點(diǎn)時(shí)的高度為H，小球在桌面的高度為零，小球在地面時(shí)的高度為－h(huán)，所以小球落到地面時(shí)，它的重力勢(shì)能為E下標(biāo)p=－mgh. 答案：D 二、重力做功與重力勢(shì)能的改變 ［程序一］定性討論： 1.把一個(gè)物體舉高，重力做什么功？重力勢(shì)能如何變化？ 2.一個(gè)物體從高處下落，重力做什么功？重力勢(shì)能如何變化？ ［程序二］學(xué)生匯報(bào)討論結(jié)果： 把一個(gè)物體舉高，重力做負(fù)功，即物體克服重力做功，物體的重力勢(shì)能增大； 一個(gè)物體從高處下落，重力做正功，重力勢(shì)能減小. ［程序三］教師總結(jié)： 從剛才的討論中可知：重力做正功，重力勢(shì)能減??；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加. 把功和能的關(guān)系用到此處得到： 1.重力勢(shì)能的變化跟重力做功有密切聯(lián)系. 2.重力做了多少功，重力勢(shì)能就改變多少. ［過(guò)渡］由此我們可以借助于重力做功來(lái)定量研究重力勢(shì)能. ［程序四］推導(dǎo)重力勢(shì)能的定量表示式. ［投影］ 一個(gè)質(zhì)量為m的物體從距地高為h1的A點(diǎn)下落到距地高為h2的B點(diǎn)，求重力做的功. 在該下落過(guò)程中，重力做的功為： WG=mgΔh=mgh1－mgh2. ［程序五］討論重力做的功與重力勢(shì)能改變之間的關(guān)系. 投影公式： WG=Ep1－Ep2 ［說(shuō)明］WG表示重力做的功；Ep1表示物體初位置的重力勢(shì)能；Ep2表示物體末位置的重力勢(shì)能. 討論得到： 1.當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，則WG>0,Ep1>Ep2,表示重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功. 2.當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，WG<0，Ep1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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