篇一：高一物理重力勢能教案
重力勢能
一、教學目標
1．理解重力勢能的概念：
(1)知道什么是重力勢能，強調“勢”的含義。
(2)通過做功與能量關系，得到重力勢能公式Ep＝mgh，知道在國際單位制中，
勢能的單位是焦耳(J)；勢能是標量。
(3)了解重力勢能的相對性及勢能差的不變性。
2．掌握重力做功特點及重力做功與重力勢能變化的關系，應用其解決相關問題。
3．知道彈性勢能及其相關因素。
二、重點、難點分析
1．本節重點是重力勢能的表達，重力做功與重力勢能變化的關系。
2．對于勢能這種潛在做功能力的理解：一旦做了功，勢能就發揮出來而減少了。
3．要強調重力做功與重力勢能變化的相反量的關系，這在初學時很容易發生錯誤，所以應作為難點強調。
三、教具
投影儀及幻燈片(主要用于把課上要舉的例題和圖打出，節約時間和黑板空間)。
四、主要教學過程
(一)引入新課
我們已知道運動的物體具有動能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？
根據學生的回答引出新課內容。
(二)教學過程設計
1．重力勢能
利用剛才學生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由于物體處于一定高度而具有的能量。
從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關，到底是什么關系呢？
2．重力勢能公式
功是能量變化的量度，重力勢能的變化也可用做功表示出來。例如，用一外力把一質量為m的物體勻速舉高h，由于是勻速上升，物體的動能不變，外力舉高物體做的功W＝mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重力做功亦為mgh，也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用Ep表示勢能，
則處于高度h處的物體的重力勢能為：
Ep＝mgh
即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。
從勢能公式的指導可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦耳(J)，而且也是標量。它是由物體所處的位置狀態決定的，所以與動能一樣是狀態量。
如圖1，請學生分別寫出以桌面和地面為零點的小球的重力勢能：Ep1＝mgh1，Ep2＝mg(h1+h2)，可以看出，結果是與零點選取有關的，因此在表達重力勢能時，
要指明勢能零點的位置。再請學生寫出兩種零點選取情況下，小球落在桌面上和落在地面上時與初態的重力勢能差：ΔEp1＝-mgh1·ΔEp2＝-mg(h1+h2)，這是與零
點選取無關的?？梢姡徽撐覀內绾芜x擇參照系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的。我們今后的學習中，更多地是研究某物理過程中重力勢能的變化，這時我們就可以適當選擇參照系使問題簡化，而不會影響結果。
3．重力做功與重力勢能的變化關系
(1)重力做功的特點
如圖2，讓學生寫出幾種情況下，物體從A→C，重力做的功：
圖A是物體由A做自由落體到B，再水平運動到C，容易得出此過程中，重力做功為mgh；圖B是物體沿斜面由A滑到C，重力做功為：mgs·sinθ＝mgh；圖C是物體沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖B的
結論可以得出，重力做功也為mgh。教師還可從A到BC面畫任意路徑讓學生求重力做功，可以看出結論都為mgh。讓學生總結出規律。板書：
重力做功與路徑無關，只與物體起點和終點位置的高度差有關。
提問：其他力(比如摩擦力)做功是否與路徑有關？回答是肯定的。可見，重力做功的特點不能亂用，要視具體力而定。同時提醒學生，今后學習中還會遇到做功具這個特點的力，讓學生在今后遇到新的力時注意這個問題。
(2)重力做功與重力勢能的變化
教師將手中粉筆頭豎直上拋，然后讓學生分析其上升和下落過程中重力做功與重力勢能的變化，如圖3，可以看出，上升過程中，重力做功為-mgh，重力勢能增加mgh；下落過程中，重力做功為mgh，重力勢能減少mgh，(或稱增加-mgh)，啟發學生總結出如下結論：
重力做多少正功，重力勢能就減少多少；重力做多少負功(或稱克服重力做了多少功)，重力勢能就增加多少。即重力做功等于重力勢能的減少量。若用W。表示重力做功，Ep1表示初態的重力勢能，Ep2表示末態的重力勢能，則上述關系可
表達為：(板書)
WG＝Ep1-Ep2＝ΔEp。
提醒學生注意公式中兩個勢能的先后位置和ΔEp前負號的意義(-ΔEp指減少
量)。
4．彈性勢能
(1)什么是彈性勢能
通過舉例看出，發生彈性形變的物體，在恢復形變時能對外界做功，所以它也具有一種潛在的能量，稱之為彈性勢能。
(2)彈性勢能與什么因素有關？
以彈簧為例，引導學生得出彈性勢能隨彈簧勁度系數和形變量增大而增大的結論。對基礎好的學生，還可引導其利用彈力與形變關系的函數圖象(如圖4)，求出彈力的功，從而得出彈性勢能的定量表達式：Ep
5．例題講解與討論
例1．圖5表示一個斜拋物體的運動，當物體由拋出位置1運動到最高位置2時，重力做功是多少？重力勢能改變了多少？由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的位置3時，重力做功和重力勢能的變化是多少？由位置1運動到位置3呢？
解答：由位置1→2，重力做功-mgh，重力勢能增大mgh；由位置2→3，重力做功mgh，重力勢能減少mgh(增加-mgh)；由位置1→3，重力做功和勢能變化均為零。
此例的目的是再次強化重力做功、重力勢能的概念和計算
例2．如圖6，光滑斜軌道下端與光滑圓周軌道相接。要使小球進入圓周軌道后能經過軌道最高點并不落下來，至少應使它從斜軌道上多高處由靜止開始下滑？
解答：因所有軌道都光滑，所以小球運動過程中，只有重力做功，要使小球能經過軌道最高點而不下落，對小球此時速度有一下限，也就是此處動能有一下限，利用動能定理對小球從出發點到圓周軌道最高點的過程列式，有：
可以看出，利用重力做功的特點對全程列式可使問題大大簡化。(可讓分段列式同學提出自己的解答，然后比較優劣。)
例3．如圖7所示，一物體質量m＝2kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點以初速度v0＝3m/s下滑。A點距彈簧上的擋板位置B的距離為AB＝4m，當物體到
達B后，將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量為BC＝0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到最高位置D點，D點距A點為AD＝3m。求：物體跟斜面間的動摩擦因數。(g取10m/s2，彈簧及擋板質量不計
)
分析：此題一看上去似乎很繁，涉及到重力、彈力摩擦力做功的問題。其實認真分析一下就會發現，在物體從B→C又返回到B時，彈簧先做負功，又做了相等數量的正功?？偣榱?，即彈力功為零；而重力做功根據其特點，只考慮由A到D的高度差即可；摩擦力做功由于與路徑有關，須認真計算物體在全程中的位移?？梢?，對不同性質的力做功要具體分析，才會既簡化問題又避免發生錯誤。
利用動能定理對A→B→C→D全過程列式：
五、課堂小結
1．對勢能的含義和表達式予以必要重復。
2．對重力做功的特點和重力做功與重力勢能變化關系予以強調。
3．回憶上節動能定理。結合本節知識，讓學生課下思考：動能定理可變成什么其他形式？又有什么意義？為以后講功能關系和機械能守恒定律打下基礎。
六、說明
1．不管是動能定理還是本節所講的重力做功與重力勢能變化的關系，都是過程量與狀態量變化之間的關系。因此對過程分析和狀態定位非常重要。教師應通過例題強調公式中每個符號的物理意義，不要把順序搞錯，以免給以后深入研究功能關系帶來麻煩。
2．勢能是一個較難理解的概念，學生在一節課內不易全面理解和掌握。因此本節沒有給出有勢力的概念，未通過有勢力做功的特點來定義勢能，而是直接
篇二：(新課標)2015年高中物理 第七章 第四節 重力勢能教案 新人教版必修2
第四節 重力勢能
教學目標：
（一）知識與技能
1、理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算。
2、理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關。
3、知道重力勢能的相對性。
（二）過程與方法
用所學功的概念推導重力作功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程。
（三）情感、態度與價值觀
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。
教學重點：
重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系。
教學難點：
重力勢能的系統性和相對性。
教學方法：
實驗觀察法、分析歸納法、講練法。
教學用具：
鐵球(大小、質量均不同)兩個、透明玻璃容器、沙子、投影
片。
教學過程：
（一）引入新課
播放視屏：打樁機的重錘從高處落下，把水泥樁打進地里。
總結：重錘把水泥樁打進地里，說明重錘對水泥樁做了功。據功和能的關系，既然重錘可以對水泥樁做功，表明重錘具有能。實際上重錘在下落過程中把重力勢能轉化為動能，再對水泥樁做功，把其打入地里。
過渡：在初中我們已經學過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。那 么重力勢能的大小與什么有關，又如何定量表示呢？本節課我們就來學習這個問題。
（二）新課教學
1、重力的功
投影教材上的圖7.4－1，圖7.4－2，圖7.4－3，引導學生閱讀教材“重力
的功”部分。一邊閱讀，一邊在練習本上把推導過程寫出來。通過推導重力在這幾種不同情況下做的功，可以得出什么結論？
學生閱讀教材，推導三種情況下重力做的功。選出代表發表自己的見解。
結論：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。WG?mgh1?mgh2?？梢?，物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。
2、重力勢能
教師指導學生閱讀教材“重力勢能”一段，提出問題
（1）怎樣定量表示物體的重力勢能？
（2）重力勢能與什么因素有關？你能否列舉生活中的實例加以說明？
（3）重力勢能的改變和重力作功之間的關系是怎樣的？寫出它們之間的關系式。 學生閱讀教材，思考問題。選出代表發表自己的見解、列舉實例。
如果學生列舉實例有困難，教師可以給與指導和幫助，比如視屏中打樁機的例子等。也可以設計演示實驗。如下：
［演示］在一個玻璃容器內放入沙子，拿一個鐵球分別從不同的高度釋放，使其落到沙子中，觀察鐵球落入的深度.
［演示］把大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察它們落入沙子中的深度. 學生敘述實驗現象：
①當鐵球質量一定時，釋放點越高，鐵球落入沙子中越深；
②當釋放高度一定時，鐵球質量越大，鐵球落入沙子中越深。
實驗現象說明：
物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大。
3、重力勢能的相對性和系統性
教師引導學生閱讀課文相關內容，投影閱讀思考題：
（1）為什么說重力勢能具有相對性？什么是參考平面？參考平面的選取是唯一確定的嗎？
（2）選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是否相同？是否會影響有關重力勢能問題的研究？
（3）如果物體在參考平面的上方，重力勢能取什么值？表示什么含義？下方呢？
（4）為什么說“勢能是系統所共有的”？
學生帶著問題閱讀教材。然后選出代表發言。
師生共同總結：
（1）重力勢能總是相對于某個水平面來說的，這個水平面叫參考平面。參考平面選取不同，重力勢能的數值就不同，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。
（2）選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是不同的，但并不影響研究有關重力勢能的問題，因為在有關的問題中，有確定意義的是重力勢能的差值，這個差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同。
（3）對選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢能也是正值，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面具有的重力勢能要大。在參考平面下方的物體，高度是負值，物體具有負的重力勢能，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。
（4）重力勢能根重力有關，而重力是地球施加給物體的，沒有地球，也就談不上重力勢能?？梢?，重力勢能是“地球和物體”這個系統共有的。
4、典例探究
例1、關于重力勢能的幾種理解，正確的是
A、重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功。
B、放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零。
C、在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等。
D、相對不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但并不影響研究有關重力勢能的問題
答案：CD.
例2、如圖所示，桌面高為h，質量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，假設桌面處的重力勢能為0，則小球落到地面前瞬間的重力勢能為
A、mgh
B、mgH C、mg(h+H) D、-mgh
解析：據題意知已選定桌面為參考平面，則小球在最高點時的高度為H
，
小球在桌面的高度為零，小球在地面時的高度為－h，所以小球落到地面時，它的重力勢能為Ep=-mgh.
答案：D
例3、一物體從A點沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同一水平面上的B點與C點，則下列說法中正確的是
A、沿AB面重力做功多
B、沿兩個面重力做的功相同
C、沿AB面重力勢能減少多
D、沿兩個面減少的重力勢能相同
答案：BD.
例4、起重機以g的加速度將質量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重4
機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？
g，物體上升高度h， 4
13據牛頓第二定律得mg-F=ma所以F=mg-ma=mg-m×g=mg 44解析：由題意可知起重機的加速度a=
方向豎直向上.
所以拉力做功WF = Fhcos0°=3mgh 4
重力做功WG=mghcos180°=-mgh
即物體克服重力做功為mgh
又因為 WG =Ep1-Ep2=-mgh
WG<0，Ep1<Ep2
即物體的重力勢能增加了mgh
（三）課堂小結
讓學生自己概括總結本節的內容并與同學交流。
（四）布置作業
完成“問題與練習”中的1－4題。
篇三：高一物理《重力勢能》教案
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