《重力勢能》教學(xué)設計模板
【設計思想】
1.使學(xué)生對重力勢能概念的建立和理解有一個(gè)從感性到理性，從定性到定量的過(guò)程，在多媒體、實(shí)驗、板書(shū)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(xué)形式，幻燈片所展示的各種生動(dòng)、活潑、有趣的圖片，激發(fā)學(xué)生探究知識的欲望和積極性。
2.教學(xué)方法上看：運用“實(shí)驗（舉例）——理論探究歸納——實(shí)例研究”教學(xué)方法。貼近生活的實(shí)例、小實(shí)驗，使學(xué)生的學(xué)習興趣高漲，。
【教材分析】
“勢能的改變”是下節“能量守恒定律”的知識基礎，是本章的一個(gè)重要知識點(diǎn)。本節進(jìn)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(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)最好能結合一些實(shí)例，從功能關(guān)系、能量轉化的角度分析，解開(kāi)學(xué)生的困惑，為下節講機械能守恒定律及能量轉化和守恒定律做好準備。
【學(xué)生分析】
1.高一學(xué)生認識事物的特點(diǎn)是：開(kāi)始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片、視頻畫(huà)面來(lái)支持。
2.學(xué)生在初中時(shí)已接觸過(guò)重力勢能的概念，在高中階段要定量的學(xué)習重力勢能及體驗建立過(guò)程。
3.學(xué)生已學(xué)習了功的概念和計算方法。通過(guò)重力做功的計算來(lái)判斷重力勢能的變化，通過(guò)彈性力做功來(lái)判斷彈性勢能的變化。
【教學(xué)目標】
�、�。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(guān)系，并能用這一結論解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，知道重力做功與運動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。
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。
�、�。過(guò)程與方法
1.經(jīng)歷“以理思物”的發(fā)散思維和“見(jiàn)物思理”理論探究歸納能力
2.體會(huì )用“實(shí)驗法”和“理論推導”相互驗證研究問(wèn)題的方法
�、�。情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1.滲透從對生活中有關(guān)物理現象的觀(guān)察，得到物理結論的方法，激發(fā)和培養學(xué)生探索自然規律的興趣。
2.預防高空墜物的社會(huì )公德教育，通過(guò)實(shí)例分析增強民族自豪感和榮譽(yù)觀(guān)念。
3.體驗科學(xué)不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動(dòng)的改造自然。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：重力勢能的的概念及重力做功跟重力勢能改變的關(guān)系。
難點(diǎn)：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(diǎn)
通過(guò)實(shí)例探究WG=-ΔEP關(guān)系
總結提升
練習反饋
彈性勢能初步了解
經(jīng)歷探究過(guò)程得出EP=mgh
結合生活理解EP=mgh
【教學(xué)流程】
【教學(xué)過(guò)程】
一、視頻引入，激發(fā)興趣
我們看到一個(gè)冰天雪地、廣袤無(wú)垠的銀色世界，它帶給人們是圣潔、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。一面面白茫茫的雪墻排山倒海而來(lái)，你將感受到大雪崩所帶來(lái)最令人驚心動(dòng)魄的白色恐懼，將對人們的生命與財產(chǎn)帶來(lái)災難……
為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？是因為它們具有潛在能量。只要一有機會(huì )，就會(huì )通過(guò)做功把這種能量釋放出來(lái)。我們將這種能量叫重力勢能。（滲透：功是能量變化的量度，能量的變化通過(guò)做功來(lái)實(shí)現。為下面實(shí)驗定性檢驗作理論鋪墊。）
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能。 用EP表示。
二、教學(xué)過(guò)程
�。ㄒ唬┲亓菽�
第一層次：探究EP=mgh
▲程序一：提出問(wèn)題：重力勢能的大小與什么因素有關(guān)？（教師引導：如果我們要進(jìn)一步對重力勢能定量的研究，你需要解決什么問(wèn)題）
▲程序二：建立假設
師：同學(xué)們可以根據已有的知識和經(jīng)驗，大膽提出自己的假設，并且說(shuō)明你的理由。
生：高度有關(guān)。
�、儆啥x：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能。
�、诶�，放在地面上的石頭沒(méi)有殺傷力，一旦從較高處落下，就會(huì )很危險；一個(gè)杠鈴放在你的腳邊，你一定不覺(jué)得什么？但是如果把它懸掛在你的頭頂之上，那一定會(huì )讓你如坐針氈�！敖垢呖諕佄铩�；高層建筑在施工時(shí)必須有“工程防護網(wǎng)”等。（滲透社會(huì )公德教育：預防高空墜物的危險）
生：
�、倥c物體的質(zhì)量（重力）有關(guān)。如果懸掛在頭頂之上的是一團棉花，不是杠鈴，就不會(huì )覺(jué)得可怕。
�、谌绻愕念^頂電線(xiàn)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。 ……（教師做好對學(xué)生的即時(shí)性評價(jià)）
▲程序三：檢驗假設
�、賹�(shí)驗定性檢驗
出示實(shí)驗器材：塑料桶、報紙（蒙上塑料桶口）、大小相同而質(zhì)量不同的兩個(gè)小球。以報紙是否被小球擊破來(lái)體現勢能的大小。這樣實(shí)驗效果明顯，可見(jiàn)度大。
教師演示，要求通過(guò)3個(gè)實(shí)驗步驟，能夠科學(xué)嚴謹的說(shuō)明重力勢能的大小與質(zhì)量和高度之間的定性關(guān)系。
[教師引導]前面我們已學(xué)過(guò)，物體所具有能量越大，對外做功的本領(lǐng)就越強。
圖1
圖2
得到：同一高度的物體：質(zhì)量越大，重力勢能越大；
質(zhì)量相同的物體：高度越高，重力勢能越大。
�、诶碚摱客茖�
師：功是能量變化的量度，我們可否通過(guò)“力做了多少功，從而使重力勢能發(fā)生多少變化”的角度，來(lái)定量推導重力勢能的表達式。
問(wèn)題：你能設計一個(gè)物理過(guò)程來(lái)從理論上定量推導重力勢能與重力mg和高度h的關(guān)系？
學(xué)生討論、設計物理過(guò)程，并發(fā)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(dòng)，由動(dòng)能定理mgh= ;由“能量守恒與轉化思想”（動(dòng)能由重力勢能轉化而來(lái)）重力勢能等于動(dòng)能即EP= ，所以EP=mgh
如圖2，將物體豎直向上勻速抬高h，由平衡條件F=mg ；則F做功為WF=Fh=mgh;
由功能關(guān)系得到：EP=WF=Fh=mgh
▲程序四：得出結論：EP=mgh
第二層次：理解EP=mgh
主要采取講授式
�、贅耸感裕簶肆�
�、趩挝唬航苟↗）
�、巯鄬π裕篍p與參考平面（零勢能面）的選擇有關(guān)
�、芟到y性：重力勢能為地球與物體所共有的，重力勢能具有系統性。為了敘述方便，可以說(shuō)成是某一物體的重力勢能。
[相對性的教學(xué)]
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，約為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(gè)答案錯了呢？為什么？答：_________________________________
3、由此我們可以得到一個(gè)什么結論？答：______________________________
4、那么重力勢能有沒(méi)有相對性呢？ 答：______________________________
5、我們在研究一個(gè)物體重力勢能時(shí)應該先干什么？答：_________________________________
【總結1】：重力勢能總是相對于某個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫_______._______選取不同，重力勢能的數值就__ ___.
可見(jiàn)，重力勢能具有相對性。選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究問(wèn)題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面。選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是不同的。
6、那么重力勢能是誰(shuí)具有的呢？答：______________________________
7、如果沒(méi)有地球，有沒(méi)有重力呢？那么還有沒(méi)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(gè)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于其中各物體之間，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(guò)渡語(yǔ)：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，物體重力勢能發(fā)生變化與什么力做功相對應呢？
�。ǘ┲亓ψ龉εc重力勢能的改變
例題1、如圖，質(zhì)量0.
5kg的小球，從桌面以上h1 =
1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h2 = 0.
8m.請按要求填寫(xiě)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(xiě)下表。
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