人教版（2003）高中物理必修二第七章机械能守恒定律——7.4《重力势能》公开课

7.4《重力势能》 教学目标（一）知识与技能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.（二）过程与方法用所学功的概念推导重力作功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程（三）情感、态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．★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。 2002年９月２1日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。雪崩2 （1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？（2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（4）在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于势能的不同水电站“和平号”空间站残片 用自己的课本做如下试验1、与高度有关2、与质量有关1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉•••2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉•••探究得到的结论：5 一、重力做功4 物体竖直下落AhBm物体沿斜线运动AChθmL6 Δh1Δh2Δh3物体沿曲线运动AChA△h1θmL7 Δhh2h1AB物体从A落到B的过程中,重力做功重力做功与物体运动的路径无关,只跟起点和终点的位置有关8 重力做功与路径无关一质量为5kg的小球从5m高处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起的高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?(g=9.8m/s2)解:小球下落高度为5m9＝5×9.8J＝245J例题： Ep=mgh二、重力势能物体由于被举高而具有的能量11 可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中，“mgh”是一个有特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。Δhh2h1AB物体从A落到B的过程中,重力做功重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关10 重力势能的表达式m—物体的质量，单位：千克（kg）Ep—物体的重力势能，单位：焦（J）g—重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h—物体的高度，单位：米（m）即：物体的重力势能等于物体的重力与所处高度的乘积．12Ep=mgh 三、重力做功与重力势能变化的关系13 WG=mgh1-mgh2重力做功WG(正、负）重力势能EP（增加、减少）重力做功和重力势能变化的关系物体上升物体下降正负减少增加重力做的功等于重力势能的减少物体克服重力做的功等于重力势能的增加14ΔEP=Ep2–Ep1Ep=mgh WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep214重力做功与重力势能变化的关系结论：重力做的功等于重力势能的变化量的负值如果重力做正功，重力势能减少，如果重力做负功，重力势能增加.Δhh2h1AB 四、重力势能的相对性13Ep=mgh 需要先选定参考平面►在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。►参考平面的选取是任意的.►在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；重力势能是标量．+、–表示大小17Ep=mgh►重力势能是地球与物体所组成的物体“系统”所共有的 例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)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6J10J-4J0h1h2AB►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同18 例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)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6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同►对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关20 弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能 1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。ABD课堂练习2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：A、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的动能一定减少50J；D、重力做了50J的负功。BD 3、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必相等D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零BC 小结一、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。表达式三、重力做功与重力势能变化的关系重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。 再见