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《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一位兢兢業(yè)業(yè)的人民教師，就不得不需要編寫教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)把教學(xué)各要素看成一個(gè)系統(tǒng)，分析教學(xué)問題和需求，確立解決的程序綱要，使教學(xué)效果最優(yōu)化。寫教學(xué)設(shè)計(jì)需要注意哪些格式呢？下面是小編精心整理的《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)，僅供參考，大家一起來看看吧。
《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)1
【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識(shí)與技能
1．理解重力勢能的概念，會(huì)用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)算。
2．理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。
3．知道重力勢能的相對性，知道重力勢能是物體和地球系統(tǒng)共有的。
（二）過程與方法：用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親身感受知識(shí)的建立過程
（三）情感、態(tài)度與價(jià)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．培養(yǎng)學(xué)生遵守社會(huì)公德，防止高空墜物。
【教學(xué)重點(diǎn)】重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系。
【教學(xué)難點(diǎn)】重力勢能的系統(tǒng)性和相對性。
【教學(xué)方法】啟發(fā)、引導(dǎo)、講練結(jié)合
【教學(xué)過程】
一、新課引入
有句話是“搬起石頭砸自己的腳”，從物理的角度看待這一問題，搬起的石頭有了做功的本領(lǐng)，它就具有了能，這種能我們稱為重力勢能。我們今天就來學(xué)習(xí)重力勢能。
二、新課教學(xué)
物體重力勢能發(fā)生變化時(shí)，必然牽扯到重力做功，物體下降時(shí)，重力做正功，重力勢能減小；物體被舉高時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢能增大。因此認(rèn)識(shí)重力勢能，不能脫離對重力做功的研究。
1．重力的功
重力做功與什么因素有關(guān)呢？我們現(xiàn)在就通過下列三種例子來探究一下。
思考：你認(rèn)為這三個(gè)哪個(gè)比較容易做呢？
圖7．4-1：重力做功=
圖7．4-2：重力做功=mgcosθ
圖7．4-3：本圖中小球做曲線運(yùn)動(dòng)，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式的。重力做功=
=
這三個(gè)運(yùn)動(dòng)重力做功有什么關(guān)系，我們得到的結(jié)論：重力做功只跟它的起點(diǎn)與終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。 表達(dá)式
練習(xí)1：下圖表示一個(gè)斜拋物體的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體由拋出位置1運(yùn)動(dòng)到最高位置2時(shí)，重力做功是多少？由位置2運(yùn)動(dòng)到跟位置1在同一水平面上的位置3時(shí)，重力做功是多少？由位置1運(yùn)動(dòng)到位置3呢？
由1至2重力做功
由2至3重力做功
由1至3重力做功為零
物體所受的重力與它所處位置的高度的乘積
是一個(gè)具有特殊意義的物理量。它一方面與重力所做的功密切相關(guān)，另一方面它隨著高度的變化而變化恰與勢能的基本特征一致。因此，我們把物理量叫做重力勢能。
2．重力勢能
重力勢能的定義物體的重力勢能等于它所受的重力與所處的高度的乘積。
重力勢能是矢量？還是標(biāo)量？與所有的能量一樣，是標(biāo)量
重力勢能的單位： 焦耳 符號(hào)是 J
重力做功與重力勢能之間的關(guān)系
即物體由高處向低處運(yùn)動(dòng)重力做正功，重力勢能減少；由低處運(yùn)送到高處重力做負(fù)功，重力勢能增加。
思考與討論：閱讀課本說一說，并回答上面有關(guān)問題。
如果重力做功與運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)，能量變化不能表示重力做的功
練習(xí)2．質(zhì)量是100 g的球從1．8 m的高處落到水平板上，又彈回到1．25 m的高度，在整個(gè)過程中重力對球所做的.功為多少？球的重力勢能變化了多少？（g取10 m/s2）
3．重力勢能的相對性和系統(tǒng)性
討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 相對性 。重力勢能與高度有關(guān)，重力勢能也有 相對性。
在研究重力勢能是應(yīng)該選擇 參考平面 。在參考平面上，物體的重力勢能為零；在參考平面上方物體的重力勢能為正的，表示重力勢能比零勢能面的勢能大；在參考平面下方物體的重力勢能為負(fù)的，表示重力勢能比零勢能面的勢能小。
參考平面的選擇是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據(jù)圖，m=0．5kg,．完成下列表格：
參考平面的選擇
小球在A處的重力勢能
小球在B處的重力勢能
整個(gè)下落過程中重力的功
整個(gè)下落過程中重力勢能增量
桌面
地面
重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的。
例1 在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200 g，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點(diǎn)所在水平面為零勢能參考面。求：
（1）在第2 s末小球的重力勢能；
解析：在第2 s末小球所處的高度為：______________________________
重力勢能為：___________________________________________________
（2）在第3 s內(nèi)重力所做的功，重力勢能的變化．
解析：前2s下降了 m , 前3s下降了 m，第3s內(nèi)的位移 m
第3 s內(nèi)重力做功為：_____________________________________
WG＞0，所以小球的重力勢能_______，且減少了_____J。
例2如圖5—26所示，質(zhì)量為m物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)直立的輕質(zhì)彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為k。現(xiàn)用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度h，此時(shí)物體已經(jīng)離開地面，求物體重力勢能的增加量。
解析：物體離開地面后，彈簧的伸長量為：_____________________________________
可見，物體上升的高度為：_____________________________________
從而，物體重力勢能的增加量為：_____________________________________
課堂小結(jié)：
1．重力做功的特點(diǎn)：
與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)
2．重力勢能：
3．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：
4．重力勢能是相對的 ，正負(fù)表示大小。
作業(yè)布置：
課本61頁問題與練習(xí)第1，2題。
板書設(shè)計(jì)：
7.4重力勢能
一、重力的功
三、重力勢能的相對性
只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)。
1.重力勢能與參考平面的選取有關(guān)，
與物體的路徑無關(guān)。 但重力勢能的變化量與參考平面的選取無關(guān)
2.勢能是系統(tǒng)所共有的
二、重力勢能
四、例題講解
《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)2
一、教學(xué)目標(biāo)
1．理解的概念：
(1)知道什么是重力勢能，強(qiáng)調(diào)“勢”的含義。
(2)通過做功與能量關(guān)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(biāo)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(diǎn)及重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，應(yīng)用其解決相關(guān)問題。
3．知道彈性勢能及其相關(guān)因素。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1．本節(jié)重點(diǎn)是重力勢能的表達(dá)，重力做功與重力勢能變化的關(guān)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(fā)揮出來而減少了。
3．要強(qiáng)調(diào)重力做功與重力勢能變化的相反量的關(guān)系，這在初學(xué)時(shí)很容易發(fā)生錯(cuò)誤，所以應(yīng)作為難點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。
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(jié)約時(shí)間和黑板空間)。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們已知道運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)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(jù)學(xué)生的回答引出新課內(nèi)容。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1．重力勢能
利用剛才學(xué)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(chǔ)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(guān)，到底是什么關(guān)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(zhì)量為m的物體勻速舉高h(yuǎn)，由于是勻速上升，物體的動(dòng)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(dǎo)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(biāo)量。它是由物體所處的位置狀態(tài)決定的，所以與動(dòng)能一樣是狀態(tài)量。
《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)3
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(一)知識(shí)與技能
1.理解重力勢能的定義及定義式。
2.知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負(fù)號(hào)的含義。
3.理解重力做功與重力勢能的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。
4.培養(yǎng)探究歸納能力和邏輯思維的能力。
(二)過程與方法
1.在探究過程中滲透科學(xué)的研究方法：控制變量法，實(shí)驗(yàn)過程觀察法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析法。
2.體會(huì)用“實(shí)驗(yàn)法”和“理論推導(dǎo)”相互驗(yàn)證問題的方法。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過程中體驗(yàn)解決問題的成功喜悅，激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。
2.通過學(xué)生之間的討論交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
3.體驗(yàn)科學(xué)不僅僅是認(rèn)識(shí)自然，挑戰(zhàn)自然，更在于能動(dòng)的改造自然。
【學(xué)習(xí)起點(diǎn)】
1.高一學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是開始從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，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畫面來支持。
2.學(xué)生在初中時(shí)已接觸過重力勢能的概念，在高中階段重點(diǎn)是定量的學(xué)習(xí)重力勢能。
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。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.本節(jié)課重點(diǎn)是重力勢能的概念及對重力勢能的應(yīng)用。
2.本節(jié)課難點(diǎn)是如何探究重力勢能的概念。
教學(xué)方法
探究法，實(shí)驗(yàn)觀察法，控制變量法，演繹推理法，講授討論，分析歸納法。
教學(xué)教具
鐵球和橡膠球各一個(gè)，白紙若干張，CAI教學(xué)課件，視頻展示臺(tái)。
教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)情境、激趣導(dǎo)入
投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生興趣。
這是一幅美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑圖片。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米/秒，爆炸力相當(dāng)于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個(gè)足球場，四周的看臺(tái)則能容納200多萬觀眾。可見，有些重力勢能在自然界中的能量是巨大的。
過渡語：既然自然界中有些重力勢能具有巨大的能量，那么我們?nèi)祟惪梢詫⒅右岳谩?/p>
這是一幅水力發(fā)電站圖片，是利用水的重力勢能來發(fā)電的。這些重力勢能正在造福人類。(請同學(xué)們自己舉些例子)
過渡語：當(dāng)然，萬事萬物有利也有弊，如次巨大的重力勢能也可能會(huì)造成重大的災(zāi)難。
這幅圖片說的是2002年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少100人失蹤。(請同學(xué)們自己舉些例子)
由以上資料可知，重力勢能與我們的生活有密切關(guān)系。我們只有認(rèn)識(shí)自然，才能更主動(dòng)的改造自然。今天這節(jié)課我們將深入地學(xué)習(xí)重力勢能知識(shí)及其應(yīng)用。
(二)啟導(dǎo)互動(dòng)、主體探究
通過前面對功和能關(guān)系的學(xué)習(xí)，我們知道了怎樣判斷一個(gè)物體具有能量，即：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個(gè)物體具有能量;而且對外做功越多，這個(gè)物體具有能量就越多。
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