高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能第一课时教学设计及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能第一课时教学设计及反思，共6页。教案主要包含了教学目标，新课引入，新知探究，课堂小结，随堂演练等内容，欢迎下载使用。

1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
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。
【新课引入】
当山坡积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时，便向下滑动，引起大量雪体崩塌的自然现象叫雪崩。
这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的流星撞击地面的结果。这颗铁质流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克TNT，据说，坑中可以安放下20个足球场。
高空中的物体为什么对地面上的物体具有危险性？
初中我们已经定性地学习了重力势能，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。
这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？
思考1：在天花板上, 用细线悬挂一个乒乓球,你会有何感觉？高度不变，若用这根线悬挂的是7.5kg的铅球呢?
思考2：一个7.5kg的铅球从离手10cm落下和从离手1m处落下，你会有什么感受?
猜想:重力势能的大小可能与哪些因素有关呢?
【新知探究】
一、重力做的功
1、重力做功公式的推导
情景1：物体竖直下落（ A 到 B）
情景2：物体沿斜线运动（ A 到 C）
情景3：物体沿曲线运动 （ A 到 C）
二、重力势能
可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中， “mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。Ep=？
物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的 。
说明：重力势能是标量，重力势能是状态量
单位：焦耳，1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m
三、重力做的功与重力势能变化的关系
①物体由高处运动到低处时，重力做正功，物体重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。
②物体由低处运动到高处时，重力做负功，物体重力势能增加；重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功。
四、重力势能的相对性
高度h是相对于谁的呢？
重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫零势能面
重力势能的正负表示大小
对选定的零势能参考平面而言，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少。
重力势能：－3 J＞ － 5 J
五、重力势能的系统性
那么重力势能是谁具有的呢?
重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。平常只说物体具有的重力势能，是一种简化的说法。
【课堂小结】
【随堂演练】
1.(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是( )
A.放在地面上的物体的重力势能为零
B.一个在轨道上运动的物体,在它的重力势能为零的时刻,一定运动到轨道的最低点
C.质量小的物体可能比质量大的物体具有的重力势能大
D.同一物体在不同高度上的重力势能一定不同
2.一根长L=2 m,重力G=200 N的均匀木杆放在水平地面上,现将它的一端从地面抬高1 m,另一端仍搁在地面上,则物体重力势能的变化量为( )
A.50 J B.100 J C.200 J D.400 J
3.把的情境改为如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为( )
4.下列关于重力势能的说法正确的是( )
A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能增加了
D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
5. 塔吊把一质量为 200 kg 的物体，从距地面高为 h1 = 8 m的高度匀速运到高为 h2 = 3 m 的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？
答案见PPT课件