人教版高中物理《重力势能》教学案例设计

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1、从恐惧到挑战直到征服——《重力势能》教学案例设计　【教材分析】势能是下节机械能守恒的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律做好准备。【学生分析】1．高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶

2、段要定量的学习重力势能。3．学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性力做功来判断弹性势能的变化。【教学目标】㈠知识与技能1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。3．理解功是物体能量变化的量度。4．知道弹性势能的初步概念。㈡过程与方法1．培养学生的发散思维和归纳能力2．学习用“控制变量法”研究问题的方法㈢情感态

3、度与价值观1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。2．预防高空坠物的社会公德教育，培养民族自豪感和荣誉观念。3．科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。【重点难点】重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。【设计思想】本节课的教学方法采用：实验法、讲授法、归纳法。通过生动有趣的图片引入新课，激发学生求知的欲望。多媒体展示各种实例，让学生了解物体不动时，“储存”着一种能量——重力势能（弹性势能

4、），提高学生认知水平。让学生通过自己设计实验，同学之间相互讨论，来学习体验应用“控制变量法”研究问题的方法。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。【教学过程】（一）新课引入一头温顺的耕牛带给我们的感受是一派柔美的田园风光（幻灯片1），但当它向你飞奔而来的时候（幻灯片2），你的第一反应肯定是——逃。一股山间的河水静静的流淌，并不可怕（幻灯片3），但当它走出山林，变成世界第一的尼亚加拉大瀑布的时候，

5、它不可抑制的怒吼会使你不由自主地战抖。这种能量来自哪里呢（幻灯片4）？[学生回答]来自于它的动能。[教师引导]前面我们已学过，物体所具有动能越大，对外做功的本领就越强。但是有些物体就算一动不动，却同样让人感到紧张。例如，一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你如坐针毡。我们之所以会害怕，是因为他们具有潜藏的能量。尽管它还没有做功，但都蓄势待发，只要一有机会，就会通过做功把能量释放出来。（二）教学过程一、重力势能1．定义：地球上的物体由于被举高而具有的能量，我们把这种能量

6、叫做重力势能。[教师说明]因为地球对物体的吸引，由物体与地球间的相对位置决定的能量叫做重力势能。没有地球对物体的引力作用就没有重力势能（flash动画，说明宇航员在宇宙飞船上不害怕杠铃，因为物体处于失重状态，没有重力势能）。因此重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。2．重力势能的表达式[教师提问]重力势能的大小和什么因素有关？[教师引导]杠铃放在脚边，我们都不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，就变得可怕起来。重力势能的大小和什么因素有关呢？[学生回答

7、]高度[教师引导]如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，你还会觉得可怕吗？重力势能的大小还和什么因素有关呢？[学生回答]质量[学生自主探究实验方法]（控制变量法）出示实验器材：透明玻璃容器、沙子、小大质量均不同的两个重锤，木制的小板凳让学生自行设计实验，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的大致关系。分组讨论试验方案，选出一组学生上前演示，并作解释。得到：同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。[加深印象]出示陨石坑图片（幻灯片5），介绍陨石具有

8、的重力势能质量越大，高度越大，重力势能越大，做功的本领也越大。反之亦然。精确实验表明：Ep=mgh⑴单位：焦耳（J）1kg(m/s2)m=1Nm=1J⑵标矢性：标量⑶相对性——Ep与参考平面（零势能面）的选择有关[教师提问]同学们对重力势能表达式中的“高度h”是如何理解的？[学生讨论]高度具有相对性，重力势能也具有相对性。为了明确相对高度的大小，我们选取一个参考平面，设其