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高中物理人教版 (新课标)必修24.重力势能学案
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这是一份高中物理人教版 (新课标)必修24.重力势能学案，共4页。学案主要包含了自主探究重力做功的特点，探究重力势能的相对性等内容，欢迎下载使用。
章节名称
重力势能
学时
1课时
课标要求
理解重力势能。理解重力势能的变化和重力做功的关系
内容与学情分析
内容分析
“重力势能〞是本章节的第一个能量学习点，是学习动能定理和机械能守恒定律的根底，研究方法也是以后学习其它势能的根底。本节进述重力做功的特点，重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于能量比拟抽象，初步定量研究一种能量，必须借助生活场景，实例测算，建立能量的观念，体会功能关系。
教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点
重力势能的系统性和相对性。
学情分析
1．高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片、生活实例来支持。
2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习及体验重力势能的建立过程。 3．学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
教学目标
1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
3、知道重力势能的相对性。
学生课前需要做的准备工作
预习初中讲过的重力势能的概念，复习什么是变化量〔增量〕，想一些有关重力势能的事例。
教学策略
四设计六环节教学模式。教学方法;探究、讨论、讲授、分析归纳法、讲练法。
教学环节
学习任务设计与教师活动
学生活动设计
设计意图
落实目标
导入新课
打出两张图片〔雪崩和陨石坑〕引导学生分析为什么会产生这么大的破坏力？从而引出重力势能的概念
学生思考讨论
场景引入，激发学习兴趣
环节一
〔学习任务与学习目标相对应〕
一、自主探究重力做功的特点
分组探究三个过程重力所做的功
讨论小球竖直下落，重力所做的功
讨论小球沿斜线下落，重力所做的功
讨论小球沿曲线下落，重力所做的功(要做适应引导) 记录分析以上三种情况，可以得到结论： 物体运动时，重力对它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。 WG=mgh=mgh1－mgh2 与之前的定性感知比拟，说明mgh的物理意义和价值；
小组探究，记录计算结果，分析比照，
得到结论
渗透：功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现。
环节二
〔学习任务与学习目标相对应〕
二、探究重力做功与重力势能变化的关系
我们用Ep1=mgh1来表示物体在初位置的重力势能，用Ep2=mgh2来表示物体在末位置的重力势能，那么WG= Ep1- Ep2。
学生讨论得到：
a、当物体由高处向低处运动时，h1＞h2，WG＞0，所以Ep1＞Ep2。
b、当物体由低处向高处运动时h1＜h2，WG＜0，所以Ep1＜Ep2。
总结：
a、重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力做的功。
b、物体克服重力做功〔重力做负功〕，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
小组实例探究，得到数据，分析数据特征，得出结论
自主学习，体会学习的成就感
环节三
〔学习任务与学习目标相对应〕
三、探究重力势能的相对性
零势能面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的。把这个水平面的高度取作零，这个水平面叫做参考平面。在参考平面，物体的重力势能为零。
参考平面的选择：可视研究问题的方便而定，通常选择地面为参考平面。
重力势能的相对性：选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。但这并不影响问题的研究，因为在与重力势能相关的问题中，有确定意义的是势能的差值，选择不同的参考平面对这个差值没有影响。
对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
由问题入手，设想解决问题的方法，
计算重力势能，类比理解物理量的相对性 理解重力势能正、负的含义
通过简单且观察性强的现象给学生直观的体会重力势能的相对性。
达标检测
1、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，那么：〔 〕
A、重力做功为50J；
B、物体的重力势能一定增加了50J；
C、物体的重力势能一定减少50J；
D、重力做了50J的负功。
参考平面
小球在A点重力势能
小球在B点重力势能
下落过程小球重力做功
下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
2、如图，质量1.0kg的小球，从桌面以h1=2.0m的A点落到地面的B点，桌面高h2=1.0m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
板书设计
7.4 重力势能
重力做功 WG =mgh1- mgh2
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 Ep = mgh
1、重力做功与重力势能的变化WG = － △Ep
2、重力势能相对性
3、重力势能的系统性
章节名称
重力势能
学时
1课时
课标要求
理解重力势能。理解重力势能的变化和重力做功的关系
内容与学情分析
内容分析
“重力势能〞是本章节的第一个能量学习点，是学习动能定理和机械能守恒定律的根底，研究方法也是以后学习其它势能的根底。本节进述重力做功的特点，重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于能量比拟抽象，初步定量研究一种能量，必须借助生活场景，实例测算，建立能量的观念，体会功能关系。
教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点
重力势能的系统性和相对性。
学情分析
1．高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片、生活实例来支持。
2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习及体验重力势能的建立过程。 3．学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
教学目标
1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
3、知道重力势能的相对性。
学生课前需要做的准备工作
预习初中讲过的重力势能的概念，复习什么是变化量〔增量〕，想一些有关重力势能的事例。
教学策略
四设计六环节教学模式。教学方法;探究、讨论、讲授、分析归纳法、讲练法。
教学环节
学习任务设计与教师活动
学生活动设计
设计意图
落实目标
导入新课
打出两张图片〔雪崩和陨石坑〕引导学生分析为什么会产生这么大的破坏力？从而引出重力势能的概念
学生思考讨论
场景引入，激发学习兴趣
环节一
〔学习任务与学习目标相对应〕
一、自主探究重力做功的特点
分组探究三个过程重力所做的功
讨论小球竖直下落，重力所做的功
讨论小球沿斜线下落，重力所做的功
讨论小球沿曲线下落，重力所做的功(要做适应引导) 记录分析以上三种情况，可以得到结论： 物体运动时，重力对它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。 WG=mgh=mgh1－mgh2 与之前的定性感知比拟，说明mgh的物理意义和价值；
小组探究，记录计算结果，分析比照，
得到结论
渗透：功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现。
环节二
〔学习任务与学习目标相对应〕
二、探究重力做功与重力势能变化的关系
我们用Ep1=mgh1来表示物体在初位置的重力势能，用Ep2=mgh2来表示物体在末位置的重力势能，那么WG= Ep1- Ep2。
学生讨论得到：
a、当物体由高处向低处运动时，h1＞h2，WG＞0，所以Ep1＞Ep2。
b、当物体由低处向高处运动时h1＜h2，WG＜0，所以Ep1＜Ep2。
总结：
a、重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力做的功。
b、物体克服重力做功〔重力做负功〕，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
小组实例探究，得到数据，分析数据特征，得出结论
自主学习，体会学习的成就感
环节三
〔学习任务与学习目标相对应〕
三、探究重力势能的相对性
零势能面：物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的。把这个水平面的高度取作零，这个水平面叫做参考平面。在参考平面，物体的重力势能为零。
参考平面的选择：可视研究问题的方便而定，通常选择地面为参考平面。
重力势能的相对性：选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的。但这并不影响问题的研究，因为在与重力势能相关的问题中，有确定意义的是势能的差值，选择不同的参考平面对这个差值没有影响。
对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
由问题入手，设想解决问题的方法，
计算重力势能，类比理解物理量的相对性 理解重力势能正、负的含义
通过简单且观察性强的现象给学生直观的体会重力势能的相对性。
达标检测
1、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，那么：〔 〕
A、重力做功为50J；
B、物体的重力势能一定增加了50J；
C、物体的重力势能一定减少50J；
D、重力做了50J的负功。
参考平面
小球在A点重力势能
小球在B点重力势能
下落过程小球重力做功
下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
2、如图，质量1.0kg的小球，从桌面以h1=2.0m的A点落到地面的B点，桌面高h2=1.0m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
板书设计
7.4 重力势能
重力做功 WG =mgh1- mgh2
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 Ep = mgh
1、重力做功与重力势能的变化WG = － △Ep
2、重力势能相对性
3、重力势能的系统性
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