《重力势能》教学案例

2018-06-07 09:37刘红玉
课程教育研究 2018年14期
关键词:重力势能势能小球

刘红玉

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)14-0177-01

教学目标:

1.认识重力做功与路径无关的特点。

2.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。

3.理解重力做功与重力势能变化的关系。

4.知道重力势能具有选对性。

教材分析:

1.本节教材主要有以下一些概念、规律:重力势能的概念以及计算,重力势能变化与重力做功的对应关系的规律。

2.本节与以后章节内容相关性:零势面的选择是势能学习的基础,在以后高二学习电场表示电势能将继续用到;重力势能的计算是学习下一节“机械能守恒”的基础。

教学重难点:

1.教学重点:理解重力势能的概念以及重力势能大小的计算。

2.教学难点:理解重力势能的相对性以及重力做功的特点。

学情分析:

1.在初中已有知识的基础上学习重力势能是有一定的基础的。

2.学生已经学习了功,会功的计算。

3.微积分的思想已经有一定的基础。

教学过程:

导入:

视频:难见的雪崩

问:学生通过观看视频雪崩过后的情景回答为什么会有如此大的威力?

答:高处的积雪有势能。

引入今天的课题:重力势能

一、重力做功

引导:

物体由于被举高而具有势能,物体的高度发生变化时,重力要做功:

物体下降时,重力做正功;物体被举高时重力做负功。

因此,认识重力势能不应脱离对重力做功的研究。

自学互学:重力做功的特点

讨论与交流:

一个小球,分别按照上图中的三种路径由A点运动到C点,重力做的功是否相同?试用前面学的求功公式证明之。

交流展示:

分小组总结:

图一:W=mgh

图二:W=mglACcosθ=mgh

图三:采用微积分的思想

W=mgΔh1 +mgΔh2 +mgΔh3……=mgh

总结:重力做功的特点

物体运动时,重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。

二、重力势能

联想:力做功与重力势能有一定的关系,而重力做功W=mgh与质量和高度有关,在初中阶段大家学到的哪个物理量与这两个因素有关?

学生回答:重力势能。

认识重力势能:

1.重力势能的表达式:Ep=mgh

2.单位:焦耳 符号:J

3.标示量:标量

引申:重力做功与重力势能的关系

WG=mghA-mghB=EPA-EPB

讨论:

当WG >0,即EPA>EPB 重力做正功,重力势能减少。

當WG>0,EPA

三、重力势能的相对性

重力势能与参考平面的选择有关,其数值由参考平面的改变而改变。

回答:左图中小球的重力势能

学生:1.mgh1

2.mgh1+mgh2

师:选择的参考面造成最终的结果不同,可见要想明确物体的重力势能要选取合适的参考平面。

四、达标检测

如图,质量0.5kg的小球,从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点,桌面高h2=0.8m。请按要求填写下表。(g=10m/s2)

五、小结

1.重力势能:由于物体被举高而具有的能量。

2.重力势能 是标量有大小和正负(表大小),无方向。

3.单位:焦耳(J)。

4.重力势能表达式: EP =mgh。

5.重力势能具有“相对性”,选择不同的参考点/面(零势点/面),零势点/面选取以方便计算为原则。

6.重力势能变化与路径无关。

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