《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)模板
【設(shè)計(jì)思想】
1.使學(xué)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(shí)驗(yàn)、板書的運(yùn)用上，相互補(bǔ)充，克服了單一媒體運(yùn)用的呆板的課堂教學(xué)形式，幻燈片所展示的各種生動、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(yùn)用“實(shí)驗(yàn)（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(yàn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高漲，。
【教材分析】
“勢能的改變”是下節(jié)“能量守恒定律”的知識基礎(chǔ)，是本章的一個重要知識點(diǎn)。本節(jié)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。由于與動能定理的表述不一致，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)時最好能結(jié)合一些實(shí)例，從功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化的角度分析，解開學(xué)生的困惑，為下節(jié)講機(jī)械能守恒定律及能量轉(zhuǎn)化和守恒定律做好準(zhǔn)備。
【學(xué)生分析】
1.高一學(xué)生認(rèn)識事物的特點(diǎn)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(jīng)驗(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片、視頻畫面來支持。
2.學(xué)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(xué)習(xí)重力勢能及體驗(yàn)建立過程。
3.學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法。通過重力做功的計(jì)算來判斷重力勢能的變化，通過彈性力做功來判斷彈性勢能的變化。
【教學(xué)目標(biāo)】
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(dá)式計(jì)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(jié)論解決一些簡單的實(shí)際問題，知道重力做功與運(yùn)動路徑無關(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。
㈡。過程與方法
1.經(jīng)歷“以理思物”的發(fā)散思維和“見物思理”理論探究歸納能力
2.體會用“實(shí)驗(yàn)法”和“理論推導(dǎo)”相互驗(yàn)證研究問題的方法
㈢。情感態(tài)度與價值觀
1.滲透從對生活中有關(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。
2.預(yù)防高空墜物的社會公德教育，通過實(shí)例分析增強(qiáng)民族自豪感和榮譽(yù)觀念。
3.體驗(yàn)科學(xué)不僅僅是認(rèn)識自然，挑戰(zhàn)自然，更在于能動的改造自然。
【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(xiàn)象分析重力做功特點(diǎn)
通過實(shí)例探究WG=-ΔEP關(guān)系
總結(jié)提升
練習(xí)反饋
彈性勢能初步了解
經(jīng)歷探究過程得出EP=mgh
結(jié)合生活理解EP=mgh
【教學(xué)流程】
【教學(xué)過程】
一、視頻引入，激發(fā)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，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(cái)產(chǎn)帶來災(zāi)難……
為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？是因?yàn)樗鼈兙哂袧撛谀芰俊Ｖ灰挥袡C(jī)會，就會通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，能量的變化通過做功來實(shí)現(xiàn)。為下面實(shí)驗(yàn)定性檢驗(yàn)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么因素有關(guān)？（教師引導(dǎo)：如果我們要進(jìn)一步對重力勢能定量的研究，你需要解決什么問題）
▲程序二：建立假設(shè)
師：同學(xué)們可以根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，大膽提出自己的假設(shè)，并且說明你的理由。
生：高度有關(guān)。
①由定義：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。
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；一個杠鈴放在你的腳邊，你一定不覺得什么？但是如果把它懸掛在你的頭頂之上，那一定會讓你如坐針氈。“禁止高空拋物”；高層建筑在施工時必須有“工程防護(hù)網(wǎng)”等。（滲透社會公德教育：預(yù)防高空墜物的危險）
生：
①與物體的質(zhì)量（重力）有關(guān)。如果懸掛在頭頂之上的是一團(tuán)棉花，不是杠鈴，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)生的即時性評價）
▲程序三：檢驗(yàn)假設(shè)
①實(shí)驗(yàn)定性檢驗(yàn)
出示實(shí)驗(yàn)器材：塑料桶、報紙（蒙上塑料桶口）、大小相同而質(zhì)量不同的兩個小球。以報紙是否被小球擊破來體現(xiàn)勢能的大小。這樣實(shí)驗(yàn)效果明顯，可見度大。
教師演示，要求通過3個實(shí)驗(yàn)步驟，能夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f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(dǎo)]前面我們已學(xué)過，物體所具有能量越大，對外做功的本領(lǐng)就越強(qiáng)。
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。
②理論定量推導(dǎo)
師：功是能量變化的量度，我們可否通過“力做了多少功，從而使重力勢能發(fā)生多少變化”的角度，來定量推導(dǎo)重力勢能的表達(dá)式。
問題：你能設(shè)計(jì)一個物理過程來從理論上定量推導(dǎo)重力勢能與重力mg和高度h的關(guān)系？
學(xué)生討論、設(shè)計(jì)物理過程，并發(fā)表自己的設(shè)想。
可能的設(shè)想：（教師可隨手演示）
如圖1，小球做自由落體運(yùn)動，由動能定理mgh= ;由“能量守恒與轉(zhuǎn)化思想”（動能由重力勢能轉(zhuǎn)化而來）重力勢能等于動能即EP= ，所以EP=mgh
如圖2，將物體豎直向上勻速抬高h(yuǎn)，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(jié)論：EP=mgh
第二層次：理解EP=mgh
主要采取講授式
①標(biāo)矢性：標(biāo)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(guān)
④系統(tǒng)性：重力勢能為地球與物體所共有的，重力勢能具有系統(tǒng)性。為了敘述方便，可以說成是某一物體的重力勢能。
[相對性的教學(xué)]
二、重力勢能的相對性和系統(tǒng)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、哪個答案錯了呢？為什么？答：_________________________________
3、由此我們可以得到一個什么結(jié)論？答：______________________________
4、那么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(yīng)該先干什么？答：_________________________________
【總結(jié)1】：重力勢能總是相對于某個水平面來說的，這個水平面叫_______._______選取不同，重力勢能的數(shù)值就__ ___.
可見，重力勢能具有相對性。選擇哪個水平面作為參考平面，可視研究問題的方便而定，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(shù)值是不同的。
6、那么重力勢能是誰具有的呢？答：______________________________
7、如果沒有地球，有沒有重力呢？那么還有沒有重力勢能呢？答：_____________________________
【總結(jié)2】：重力勢能應(yīng)該是____________組成的系統(tǒng)共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨(dú)具有的，不只是重力勢能，任何形式的勢能，都是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間，或物體內(nèi)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(fā)生變化與什么力做功相對應(yīng)呢？
（二）重力做功與重力勢能的改變
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h(yuǎn)2 = 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。
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