《重力勢能》教學設計模板

【設計思想】

1.使學生對重力勢能概念的建立和理解有一個從感性到理性，從定性到定量的過程，在多媒體、實驗、板書的運用上，相互補充，克服了單一媒體運用的呆板的課堂教學形式，幻燈片所展示的各種生動、活潑、有趣的圖片，激發學生探究知識的慾望和積極性。

2.教學方法上看：運用“實驗（舉例）——理論探究歸納——實例研究”教學方法。貼近生活的實例、小實驗，使學生的學習興趣高漲，。

【教材分析】

“勢能的改變”是下節“能量守恆定律”的知識基礎，是本章的一個重要知識點。本節進述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關係。由於與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學時最好能結合一些實例，從功能關係、能量轉化的角度分析，解開學生的困惑，爲下節講機械能守恆定律及能量轉化和守恆定律做好準備。

【學生分析】

1.高一學生認識事物的特點是：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驗直接相聯繫，仍需具體形象的圖片、視頻畫面來支援。

2.學生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段要定量的學習重力勢能及體驗建立過程。

3.學生已學習了功的概念和計算方法。透過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化，透過彈性力做功來判斷彈性勢能的變化。

【教學目標】

㈠。知識與技能

1.理解重力勢能的概念，能用重力勢能的表達式計算重力勢能，知道重力勢能具有相對性、重力勢能的變化具有絕對性。

2.理解重力做功與重力勢能的關係，並能用這一結論解決一些簡單的實際問題，知道重力做功與運動路徑無關。

3.理解重力功是物體重力勢能變化的量度。

4.知道彈性勢能的初步概念。

㈡。過程與方法

1.經歷“以理思物”的發散思維和“見物思理”理論探究歸納能力

2.體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證研究問題的方法

㈢。情感態度與價值觀

1.滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣。

2.預防高空墜物的社會公德教育，透過實例分析增強民族自豪感和榮譽觀念。

3.體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在於能動的改造自然。

【重點難點】

重點：重力勢能的的概念及重力做功跟重力勢能改變的關係。

難點：重力勢能的相對性、重力勢能變化的絕對性。

舉生活現象分析重力做功特點

透過實例探究WG=-ΔEP關係

總結提升

練習反饋

彈性勢能初步瞭解

經歷探究過程得出EP=mgh

結合生活理解EP=mgh

【教學流程】

【教學過程】

一、視頻引入，激發興趣

我們看到一個冰天雪地、廣袤無垠的銀色世界，它帶給人們是聖潔、平和、寧靜的感受，一種心靈的洗滌。但是一旦大量積雪從高處滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪牆排山倒海而來，你將感受到大雪崩所帶來最令人驚心動魄的白色恐懼，將對人們的生命與財產帶來災難……

爲什麼這麼漂亮的雪花有如此大的破壞力？是因爲它們具有潛在能量。只要一有機會，就會透過做功把這種能量釋放出來。我們將這種能量叫重力勢能。（滲透：功是能量變化的量度，能量的變化透過做功來實現。爲下面實驗定性檢驗作理論鋪墊。）

定義：地球上的物體由於處於一定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢能。 用EP表示。

二、教學過程

（一）重力勢能

第一層次：探究EP=mgh

▲程序一：提出問題：重力勢能的大小與什麼因素有關？（教師引導：如果我們要進一步對重力勢能定量的研究，你需要解決什麼問題）

▲程序二：建立假設

師：同學們可以根據已有的知識和經驗，大膽提出自己的假設，並且說明你的理由。

生：高度有關。

①由定義：地球上的物體由於處於一定的高度而具有的能量，我們把這種能量叫做重力勢能。

②例如，放在地面上的石頭沒有殺傷力，一旦從較高處落下，就會很危險；一個槓鈴放在你的腳邊，你一定不覺得什麼？但是如果把它懸掛在你的頭頂之上，那一定會讓你如坐鍼氈。“禁止高空拋物”；高層建築在施工時必須有“工程防護網”等。（滲透社會公德教育：預防高空墜物的危險）

生：

①與物體的質量（重力）有關。如果懸掛在頭頂之上的是一團棉花，不是槓鈴，就不會覺得可怕。

②如果你的頭頂電線下懸掛的不是日光燈，而是200千克的槓鈴，你有何感受？

生：與質量和高度都有關係。 ……（教師做好對學生的即時性評價）

▲程序三：檢驗假設

①實驗定性檢驗

出示實驗器材：塑料桶、報紙（蒙上塑料桶口）、大小相同而質量不同的兩個小球。以報紙是否被小球擊破來體現勢能的大小。這樣實驗效果明顯，可見度大。

教師演示，要求透過3個實驗步驟，能夠科學嚴謹的說明重力勢能的`大小與質量和高度之間的定性關係。

[教師引導]前面我們已學過，物體所具有能量越大，對外做功的本領就越強。

圖1

圖2

得到：同一高度的物體：質量越大，重力勢能越大；

質量相同的物體：高度越高，重力勢能越大。

②理論定量推導

師：功是能量變化的量度，我們可否透過“力做了多少功，從而使重力勢能發生多少變化”的角度，來定量推導重力勢能的表達式。

問題：你能設計一個物理過程來從理論上定量推導重力勢能與重力mg和高度h的關係？

學生討論、設計物理過程，並發表自己的設想。

可能的設想：（教師可隨手演示）

如圖1，小球做自由落體運動，由動能定理mgh= ;由“能量守恆與轉化思想”（動能由重力勢能轉化而來）重力勢能等於動能即EP= ，所以EP=mgh

如圖2，將物體豎直向上勻速擡高h，由平衡條件F=mg ；則F做功爲WF=Fh=mgh;

由功能關係得到：EP=WF=Fh=mgh

▲程序四：得出結論：EP=mgh

第二層次：理解EP=mgh

主要採取講授式

①標矢性：標量

②單位：焦耳（J）

③相對性：Ep與參考平面（零勢能面）的選擇有關

④系統性：重力勢能爲地球與物體所共有的，重力勢能具有系統性。爲了敘述方便，可以說成是某一物體的重力勢能。

[相對性的教學]

二、重力勢能的相對性和系統性

討論回答：

1、把課本放在桌面上，課本的高度是多少呢？你的理解：_____________________

答案1、大約是講桌的高度，約爲1 m左右。

答案2、它就在講桌上，所以它的高度是0 m 。

2、哪個答案錯了呢？爲什麼？答：_________________________________

3、由此我們可以得到一個什麼結論？答：______________________________

4、那麼重力勢能有沒有相對性呢？ 答：______________________________

5、我們在研究一個物體重力勢能時應該先幹什麼？答：_________________________________

【總結1】：重力勢能總是相對於某個水平面來說的，這個水平面叫_______._______選取不同，重力勢能的數值就__ ___.

可見，重力勢能具有相對性。選擇哪個水平面作爲參考平面，可視研究問題的方便而定，通常選擇地面作爲參考平面。選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是不同的。

6、那麼重力勢能是誰具有的呢？答：______________________________

7、如果沒有地球，有沒有重力呢？那麼還有沒有重力勢能呢？答：_____________________________

【總結2】：重力勢能應該是____________組成的系統共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨具有的，不只是重力勢能，任何形式的勢能，都是相應的物體系統由於其中各物體之間，或物體內的各部分之間存在相互作用而具有的能，是由各物體的相對位置決定的。

過渡語：功是能量變化的量度，合外力做功是物體動能變化的量度，物體重力勢能發生變化與什麼力做功相對應呢？

（二）重力做功與重力勢能的改變

例題1、如圖，質量0.

5kg的小球，從桌面以上h1 =

1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2 = 0.

8m.請按要求填寫下表。（g=10m/s2?）

拓展：如？果人拿小球從B勻速回到A呢？嘗試再填寫下表。