高一重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)
導(dǎo)語(yǔ)：在物理的教學(xué)中其實(shí)是很枯燥的，但是教師們要把學(xué)生的興趣引導(dǎo)在課堂上。以下是小編為大家分享的高一重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎借鑒！
篇一：高一重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)
一.教學(xué)目的：
1.能正確計(jì)算物體或物體系的重力勢(shì)能.
2.會(huì)用重力勢(shì)能的變化求重力的功。
3．復(fù)習(xí)動(dòng)能定理，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
二.教學(xué)難點(diǎn)：
1.能正確計(jì)算物體或物體系的重力勢(shì)能.
2.會(huì)用重力勢(shì)能的變化求重力的功。
三.教學(xué)方法：講授、練習(xí)、討論
四.教具長(zhǎng)方體木塊、鐵鏈、木棒等
五.教學(xué)過(guò)程：
�。ㄒ唬⿵�(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課
上一節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，并回答下列問(wèn)題：
1. 重力勢(shì)能是怎樣定義的？如何計(jì)算重力勢(shì)能？
2. 重力做功有何特點(diǎn)？
3. 重力勢(shì)能的變化和重力做功有何關(guān)系？
本節(jié)學(xué)習(xí)用重力勢(shì)能的變化求重力的功在解題中的應(yīng)用。
�。ǘ┻M(jìn)行新課
例題1：盤(pán)在地面上的一根不均勻的金屬鏈重G=30N，長(zhǎng)L=1,從一端緩慢提起至另一端恰好離開(kāi)地面時(shí)需做功10，金屬鏈重力勢(shì)能增加 ，此時(shí)金屬鏈重心位置距地面 .如果改從另一端緩慢提起至金屬鏈恰好離地面需做功 。
學(xué)生先做，然后評(píng)講。
解析：從一端緩慢提起至另一端恰好離開(kāi)地面時(shí)需做功10，金屬鏈重力勢(shì)能增加ΔEP=Gh1=10, 此時(shí)金屬鏈重心位置距地面h1=0.33. 如果改從另一端緩慢提起至金屬鏈恰好離地面需做功W2=G(L-h1)=20.
例題2：如圖1所示，一個(gè)人通過(guò)定滑輪勻速地拉起質(zhì)量為 的物體，當(dāng)人沿水平地面從A點(diǎn)走到B點(diǎn)時(shí)，位移為S，繩子方向與豎直方向成α角，原先繩子方向豎直，不計(jì)阻力，則人拉物體所做的功為多少？
解析：由于人拉繩的力的方向不確定，不能用功的定義式來(lái)計(jì)算人所做的功，須通過(guò)動(dòng)能定律來(lái)計(jì)算人所做的功。而重力的功根據(jù)重力做功的特點(diǎn)可得：WG=gh=g ).
由動(dòng)能定律可得：W-WG=0-0
所以人所做的功為： 。
例題3：以20/s的初速度，從地面豎直向上拋出一物體，它上升的最大高度是18。如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力的大小不變，則物體在離地面多高處，物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。(g=10/s2)（以地面為零勢(shì)點(diǎn)）
解析：以物體為研究對(duì)象，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖2，設(shè)物體上升到h高處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等
此過(guò)程中，重力阻力做功，據(jù)動(dòng)能定理有：
物體上升的最大高度為H
由式①，②，③解得h=9.5
設(shè)物體下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)距地面h′處動(dòng)能等于重力勢(shì)能，運(yùn)動(dòng)草圖如圖3所示。
據(jù)動(dòng)能定理有：
解得h′=8.5
注意：在此較復(fù)雜的問(wèn)題中，應(yīng)注意不要出現(xiàn)漏解。比較好的方法就是逐段分析法。本題很容易漏解，要求學(xué)生仔細(xì)審題，問(wèn)物體離地面多高處，物體動(dòng)能與重力勢(shì)相等，一般人首先是將問(wèn)題變形為上升過(guò)程中什么位置動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。而實(shí)際下落過(guò)程也有一處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。
例題3:有一質(zhì)量為，邊長(zhǎng)為a的正方體與地面之間的摩擦因素μ=0.3。為使它水平移動(dòng)距離a,可以采用將它翻倒或向前勻速平推兩種方法。則： （ ）
A．將它翻倒比平推前進(jìn)做的功少。
B．將它翻倒比平推前進(jìn)做的功多。
C．兩種情況做功一樣多。
D．翻倒時(shí)不做功。
解析：物體被平推著勻速前進(jìn)，推力與摩擦力相平衡。翻倒則要克服物體重力做功。
勻速平推時(shí)：F=f=μg,因而物體被平推著前進(jìn)，外力對(duì)物體所做的功為：W1=Fa=μga=0.3ga.
將物體推導(dǎo)前進(jìn) a, 如圖4所示。在翻倒過(guò)程中，立方體將繞其中一條棱（如A）轉(zhuǎn)動(dòng)。僅在使其對(duì)角線AC轉(zhuǎn)到豎直過(guò)程中（以后，稍有一傾側(cè)，立方體會(huì)在重力作用下翻倒）這個(gè)過(guò)程中外力所做的功，就是使立方體的重心O升高所增加的重力勢(shì)能，所以外力做功為：W2=ΔEP=g( .
因而推著物體勻速前進(jìn)比翻倒前進(jìn)相同距離所做的功多。
課堂堂討論：
1．質(zhì)量為1g的物體從靜止開(kāi)始，經(jīng)過(guò)去時(shí)3S落地，落地時(shí)速度為10/s ，若重力加速度為g=10/s2，則在此過(guò)程中：
A．物體的重力勢(shì)能減少了50；
B．物體的'動(dòng)能增加了100；
C．重力對(duì)物體做功150;
D．物體克服阻力做功.
2.一彈性小球質(zhì)量為,距地面高度為 h處以初速度V0豎直上拋，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力為f,與地面碰撞時(shí)，能量損失不計(jì)，則它最后停在地面上重力做功為多少？它在運(yùn)動(dòng)停止前通過(guò)的總路程為多少？
�。ㄈ�、課堂小結(jié)：
1．由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末兩點(diǎn)位置的高度差有關(guān)，因此，在計(jì)算重力做功就不需要考慮過(guò)程，只看始末位置。這使重力功的計(jì)算變得簡(jiǎn)便。
2．重力勢(shì)能的變化只與重力做功有關(guān)，與其它外做功情況無(wú)關(guān)。因此在計(jì)算重力勢(shì)能的變化時(shí)只看重力做功的多少即可。
（四）、課外作業(yè)：
1．用恒力F向上拉一物體，使其由地面處開(kāi)始加速上升到某一高度。若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中
A.力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量
B.物體克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量
C.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力勢(shì)能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于物體機(jī)械能的增量。
2．一人將一質(zhì)量為的物體舉高h(yuǎn)并獲得速度Ｖ，則：
�。�.合力對(duì)物體做功為gh + v2 ； Ｂ.人對(duì)物體做功為gh + v2 ；
�。�.人對(duì)物體做功為gh； Ｄ.人對(duì)物體做功為 v2 。
3．如圖5，物體Ａ的質(zhì)量為，置于水平地面上，其上表面豎直連著一根輕彈簧，彈簧的自由長(zhǎng)度為Ｌ，倔強(qiáng)系數(shù)為Ｋ，現(xiàn)將彈簧上端Ｐ緩慢地豎直上提一段距離Ｈ，使重物離開(kāi)地面，這時(shí)重物的重力勢(shì)能為（設(shè)地面的重力勢(shì)能為零）：
�。�.g(H ) Ｂ.g(H +g/)
�。�.g(H ) Ｄ.g(H )。
4．質(zhì)量為的物體，從靜止開(kāi)始以a=g/2的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h米，下列說(shuō)法中 的是：
Ａ．物體的動(dòng)能增加了gh/2 Ｂ．物體的機(jī)械能減少了gh/2
�。茫矬w的勢(shì)能減少了gh/2 Ｄ．物體的勢(shì)能減少了gh。
篇二：高一重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)
一、素質(zhì)教育目標(biāo)
�。ㄒ唬┲R(shí)教學(xué)點(diǎn)
1．知道重力勢(shì)能的定義。
2．理解重力勢(shì)能的計(jì)算公式，知道重力勢(shì)能是標(biāo)量，單位是焦耳。
3．理解重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。
4．知道重力勢(shì)能的值是相對(duì)的，理解重力勢(shì)能正負(fù)的含義。
5．了解彈性勢(shì)能，知道彈簧的彈性勢(shì)能的決定因素。
�。ǘ┠芰τ�(xùn)練點(diǎn)
1．據(jù)重力做功的特點(diǎn)，推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)方式。
2．從能的轉(zhuǎn)化角度和功能關(guān)系來(lái)解釋和分析物理現(xiàn)象
（三）德育滲透點(diǎn)
1．培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)，崇尚科學(xué)的品質(zhì)
2．注意觀察和分析生活中的有關(guān)的物理現(xiàn)象，激發(fā)和培養(yǎng)探索自然規(guī)律的興趣。
（四）美育滲透點(diǎn)
讓學(xué)生體會(huì)到從自然現(xiàn)象中概括了來(lái)的物理概念具有的自然美，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)美。
二、學(xué)法引導(dǎo)
通過(guò)典型事例分析和實(shí)驗(yàn)演示來(lái)分析討論，指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、歸納。
三、重點(diǎn)難點(diǎn)疑點(diǎn)及解決辦法
1．重點(diǎn)
重力勢(shì)能大小的確定
2．難點(diǎn)
重力勢(shì)能的相對(duì)性的理解，參考平面的選擇方法。
3．疑點(diǎn)
如何理解重力對(duì)物體做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值。
4．
1．演繹推導(dǎo)物體重力勢(shì)能的定義表達(dá)方式。
2．類(lèi)比分析，舉例釋疑。
四、課時(shí)安排
1課時(shí)
五、教具學(xué)具準(zhǔn)備
彈簧、鐵球、木球、玻璃缸、細(xì)沙、長(zhǎng)木板，木塊
六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
1．教師利用實(shí)例來(lái)引入問(wèn)題，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生討論問(wèn)題，利用講解來(lái)加深對(duì)概念的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
2．學(xué)生觀察、分析、討論、總結(jié)，并通過(guò)實(shí)例分析來(lái)形成能力。
七、教學(xué)步驟
�。ㄒ唬┟鞔_目標(biāo)
（略）
�。ǘ┱w感知
在復(fù)習(xí)初中掌握的重力勢(shì)能有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢(shì)能的計(jì)算公式，并通過(guò)實(shí)例分析，理解重力勢(shì)能的相對(duì)性、正負(fù)含義等，并能準(zhǔn)確地計(jì)算重力勢(shì)能值．
�。ㄈ┲攸c(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程
【引入新課】
放錄像并講解：俄羅斯“和平號(hào)”空間站于2001年3月23日北京時(shí)間14時(shí)0分12秒所有殘片都已成功安全地墜入預(yù)定的南太平洋海域，墜毀過(guò)程極為壯觀美麗，137噸的龐然大物分解燃燒，天空中出一條條長(zhǎng)長(zhǎng)的金色軌跡．這是一個(gè)完美的告別，“和平號(hào)”的15年風(fēng)雨歷程將成為人類(lèi)永恒的記憶．“和平號(hào)”的功績(jī)將永載史冊(cè)．
現(xiàn)提問(wèn)：“和平號(hào)”空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？
碎片燃燒時(shí)，溫度可達(dá)3000℃，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)？
現(xiàn)在，就講重力勢(shì)能
1．重力勢(shì)能
回憶初中的知識(shí)，可知
（l）定義：物體由于被舉高而具有的能量．
演示實(shí)驗(yàn)，用木球和鐵球先后從同一高度處自由下落，落入玻璃缸中的細(xì)沙中，觀察到什么現(xiàn)象？這說(shuō)明了什么？（鐵球深入細(xì)砂中的距離比木球要長(zhǎng)，這說(shuō)明，質(zhì)量大的物體在相同的高度時(shí)，重力勢(shì)能大，克服細(xì)砂阻力做功要多）
用鐵球在不同的高度處自由下落，先后落入玻璃缸中的細(xì)砂里，觀察到什么現(xiàn)象，這又說(shuō)明了什么？（鐵球在比較高的地方落下來(lái)，深入砂中的距離也比較長(zhǎng)，這說(shuō)明，同一個(gè)物體在比較高的地方重力勢(shì)能較大，克服細(xì)砂阻力做功要多）
綜上所述，物體的重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)．
現(xiàn)在來(lái)推導(dǎo)重力勢(shì)能的定量表達(dá)式：投球的質(zhì)量為，從高度為 的A點(diǎn)下落到高度為 的B點(diǎn)，如圖所示，重力所做的功為
�。�2）重力勢(shì)能的表述式
物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢(shì)能是標(biāo)量，也是狀態(tài)量，其單位為
�。�3）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系
重力做功也可以寫(xiě)成
當(dāng)物體下落時(shí)，重力做正功， ，可設(shè) ，這說(shuō)明，重力做功，重力勢(shì)能 減少，減少的值等于重力所做的功．
同理，當(dāng)物體上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做負(fù)功也可以說(shuō)成物體克服重力做功．
這種功能關(guān)系不僅適合于直線運(yùn)動(dòng)，也適合于曲線運(yùn)動(dòng)，重力做功只跟物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初、末位置的高度差有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)．
提問(wèn)：一個(gè)物體的質(zhì)量為10g，把它置放在2樓的一張1高的桌面上，若樓房的每層樓高3，求此物體的重力勢(shì)能值？
�。o(wú)法計(jì)算，因?yàn)闆](méi)有說(shuō)明物體的高度是以什么位置為零高度，從地面算起，物體的重力勢(shì)能 ，若從二樓樓面算起，物體的重力勢(shì)為 ．對(duì)于不同的零高度點(diǎn)物體所對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能值也各不相同）
2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性
正如上例所述，要確定物體重力勢(shì)能 的大小，首先必須確定一個(gè)參考平面為零勢(shì)能面，若定了零重力勢(shì)能參考平面，物體在此平面的下方，物體的重力勢(shì)能就為負(fù)，如上例把三樓底板為零重力勢(shì)能平面物體的重力勢(shì)能
由此看來(lái)，物體重力勢(shì)能的正負(fù)還表示重力勢(shì)能的大小，在參考水平面以上的物體的重力勢(shì)能一定大于參考平面以下物體的重力勢(shì)能．
要特別指出的是：重力勢(shì)能的變化縣與零重力勢(shì)能參考平面選擇無(wú)關(guān)，就好像物體的高度值與選擇哪一點(diǎn)作為測(cè)量起點(diǎn)無(wú)關(guān)．至于選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究，解決問(wèn)題的方便而定．
與重力勢(shì)能相類(lèi)似，還有彈性勢(shì)能．
3．彈性勢(shì)能
演示實(shí)驗(yàn)：把水平放置的輕彈簧一端固定，另一端系一木塊，壓（或拉）木塊，使彈簧縮短（或伸長(zhǎng)）再釋放木塊，讓彈簧的作用力帶動(dòng)木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)．
可知，發(fā)生彈性形變的物體能對(duì)外界做功，因而具有能量，這種能量就叫彈性勢(shì)能，它存在于發(fā)生彈性形變的物體之中．
舉出除彈簧以外的彈性勢(shì)能存在的實(shí)例
彈性勢(shì)能的大小，與物體的性質(zhì)（如勁度系數(shù)）和形變量有關(guān)，可用實(shí)驗(yàn)演示彈簧形變量越大對(duì)外界做功可越多來(lái)說(shuō)明．
勢(shì)能又叫位能，它是由相互作用的物體的相對(duì)位置決定．機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的勢(shì)能是重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱(chēng)．
�。ㄋ模┛偨Y(jié)、擴(kuò)展
1．勢(shì)能有多種，與高度有關(guān)的重力勢(shì)能和與形變有關(guān)的彈性勢(shì)能是力學(xué)中的兩種，在熱力學(xué)中有分子勢(shì)能，在電磁學(xué)中有電勢(shì)能等．
2．勢(shì)能是存在于有相互作用的物體之間，它是屬于有相互作用兩部分物體即物體系的，但不是有相互作用物體之間就有勢(shì)能存在，比如物體間的相互作用是摩擦力，但它們就不存在什么勢(shì)能．
3．勢(shì)能都是相對(duì)量，只有先走零勢(shì)能參考平面，勢(shì)能才有確定的值．
八、布置作業(yè)
P146練習(xí)四（2）（4）（5）
九、板書(shū)設(shè)計(jì)
（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量．
�。�2）重力勢(shì)能的表達(dá)公式．
�。�3）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系．
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