2012高中物理 2.2 势能的改变学案3 鲁科版必修2
高中物理《势能的改变》教案5 鲁科版必修2
势能的改变（教案）【教学目标】㈠知识与技能1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。
2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
3．理解重力做功是物体重力势能变化的量度。
4．知道弹性势能的初步概念。
5.知道探究弹性势能表达式的思路㈡过程与方法1.经历发散思维和理论探究归纳能力，培养逻辑思维的能力。
2.经历提出问题、猜想、逻辑推理和类比的方法探究弹性势能㈢情感态度与价值观1．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。
2．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
【重点难点】重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及WG=Ep1-Ep2 关系的得出及应用推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。
【设计思想】本节课的教学方法采用：理论探究法、讲授法、归纳法。
【新课教学】(一)新课引入：观赏雪崩视频。
提出为什么雪崩的威力如巨大？-----因为雪的速度达到97m/s作用在每平方米的作用力达到4-5吨，引发气浪能量惊人。
为什么有这么高的能量呢一、重力势能的改变1．重力势能被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。
引入试卷例题从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，也就是说物体质量越大、所处的位置越高，所蕴含的重力势能越大。
在物理学中，把物体的重力势能表示为：Ep＝mgh2.重力势能公式的理论推导:功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。
例如，用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功W＝mgh全部用于增加物体的重力势能。
高中物理必修二教案-2.2 势能的改变-鲁科版
《势能的改变》教学设计年级：高一课题：<<势能的改变>>§2.2势能的改变一、教学目标:1.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）知道势能的相对性。
2.过程与方法用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。
3.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。
二、教学重点、难点：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。
难点：势能的系统性和相对性。
三、教学方法：探究法、讲授法、讨论法四、教学手段：多媒体辅助教学五、课时：1课时六、教学过程：[新课导入](多媒体投影演示．引发学生有意注意，引导学生进入状态)（1）打桩机的重锤举高后从高处落下时，为什么能把水泥桩打进地里?（2）站在高处石头下面的人为什么感到害怕？师：从刚才的画面中，同学们想到了什么，从做功和能量转化的角度分析问。
由以上实例可以知道，物体处在一定高度时，就具有了一定的能量。
当它从所处的高度落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。
师：问：物体由于位于高处而具有的能量是什么能量呢？生：在初中我们已经学过：物体由于位于高处而具有的能量叫重力势能。
师：那么重力势能的大小与什么有关？学生探究：（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• • •师生分析：重力势能的大小与物体所处高度和质量有关[新课教学]（一）重力的功师：重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过几个例子来探究一下。
(多媒体展示教材上的图，让学生独立推导这几种情况下重力做的功)师：比较容易做的是哪一个问题？生：第一个和第二个问题。
师：为什么这两个问题容易研究呢？生：因为这两个问题中物体运动的路径是直线，所以在研究重力做功问题上比较容易研究。
高中物理 2.2 势能的改变学案5 鲁科版必修2
高中物理 2.2 势能的改变学案5 鲁科版必修2【学习目标】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．4.了解弹性势能．【学习重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
【知识要点】(一) 重力势能定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
重力势能公式：EＰ＝mghEＰ物体的重力势能焦（J）ｍ→物体的质量千克（kg）ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍｈ→物体的高度→米（ｍ）∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J∴重力势能的单位是焦耳。
重力势能是标量重力势能EＰ＝mgh中h是相对于某个水平面来说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。
通常也叫零势面。
参考水平面的选取是任意的，选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。
（二）重力做功与重力势能的改变重力所做的功只跟物体初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有关，跟物体运动的路径无关。
(三)弹性势能的改变弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能．①势能也叫位能．②势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的。
【典型例题】【例1】一实心立方体铁块与一实心立方体木块质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是A.铁块的重力势能大于木块的重力势能B.铁块的重力势能等于木块的重力势能C.铁块的重力势能小于木块的重力势能D.上述三种情况都有可能解析：由于铁块和木块的密度不同，所以，质量相等的铁块和木块，木块的体积较大，放在同一水平地面上时，木块的重心高，因此，木块的重力势能较大.答案：C【例2】 在水平地面上平铺n 块砖，每块砖的质量为m ，厚度为h ，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？解析：对n 块砖整体研究，从它们平铺在地面上到一块一块叠放起来，外力所做的功至少等于砖所增加的重力势能.即W =nmg ·(21nh )－nmg ·(21h ) =21n (n －1)mgh . 答案：21n (n －1)mgh【例3】 如图所示，质量为m 的小物体沿圆弧面从A 点无初速地滑下，圆弧的半径为R ，A 点与圆心等高，滑到圆弧的最低点B 时，物块的速度为v .则下滑过程中，重力对物体做的功为_______，物体克服阻力做的功为_______.解析：对物体下滑过程进行分析可知，对物体做功的只有重力和物体受到的阻力，由于重力做功与路径无关，故重力对物体做的功为W G =mgR ，对物体从A 到B 的过程用动能定理得mgR －W f =21mv 2－0 所以物体克服阻力做的功为W f =mgR －21mv 2. 答案：mgR mgR －21mv 2【例4】 将横截面积为S 的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K ，往左、右管中分别注入高度为h 1和h 2、密度为ρ的液体，然后打开阀门K ，直到液体静止,在上述过程中，液体的重力势能减少了A.ρgS (h 1－h 2)B.21ρgS (h 1－h 2)2 C.41ρgS (h 1－h 2)2D.41ρgS (h 1－h 2)2-4-4 乙M FA 甲解析：从打开阀门K 后，左管中的液体流向右管，直到两管液面相平，相当于把左管中高为2)(12h h -的液体“搬”到右管中，其重心下降的高度为2)(12h h -，所以该过程中，液体重力势能的减少量为ΔE p =ρgS 2)(12h h -·2)(12h h -=41ρgS (h 2－h 1)2. 答案：C【达标训练】1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是 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.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值 D.重力做功的多少与参考平面的选取无关2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J ，则 A.重力做功为50 JB.物体的重力势能一定增加50 JC.物体的动能一定减少50 JD.重力做了50 J 的负功3.以40 ｍ/s 的初速度竖直向上抛出一个物体，经过ｔ秒后，物体的重力势能是动能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s 2，则ｔ的大小为 A.2秒 B.3秒 C.4秒 D.5秒4．．质量为m 的物体，以一定的初速度V 0，竖直向上抛出至返回抛出点的过程中，重力对物体做功________J 。
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对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术0艺料不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试22下卷，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看2度并22工且22作尽22下可22都能2可地护1以缩关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编5试要写、卷求重电保技要气护术设设装交备备4置底高调、动。中试电作管资高气，线料中课并3敷试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
2.2势能的改变(鲁科版物理必修2)
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第二节：势能的改变
一、重力势能
1.定义： 1.定义：物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能 定义 2.公式： 2.公式： 公式 3.单位： 3.单位： 单位
E p = mgh
焦耳(J) 焦耳(J)
(h为物体重心到参考面的高度) (h为物体重心到参考面的高度) 为物体重心到参考面的高度
EPA=0 A
h
EPA=-mgh A
h
h 重力势能的增量△Ep＝ EPB=0 B
h EPB－EPA ＝-2mgPB=-2mgh B
重力势能具有相对性， 重力势能具有相对性，处在参考面的物体的重 相对性 参考面上方的物体的重力势能是正 上方的物体的重力势能是 力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正 参考面下方的物体的重力势能是负 下方的物体的重力势能是 数，参考面下方的物体的重力势能是负数，为了 比较势能的大小，应选同一个 同一个参考面 比较势能的大小，应选同一个参考面 。
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第2节 势能的改变 第2节：势能的改变
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世界第一大瀑布---尼亚加拉大瀑布 世界第一大瀑布---尼亚加拉大瀑布 ---
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飞 流 直 银 下 三 千 尺 ， 。 九 天 落 河 是
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被举高的物体具有能量
WG=mgh1-mgh2 =mgh
物体运动时， 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， 的起点和终点的位置有关，而跟物体运动 的路径无关。 的路径无关。
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第二节：势能的改变
一、重力势能 二、重力做功与重力势能的关系 WG＝EP1－EP2＝－△EP ＝－△ 重力做功与物体运动的路径无关 物体运动的路径无关。 三、重力做功与物体运动的路径无关。
势能的改变-鲁科版必修2教案
势能的改变-鲁科版必修2教案一、教学目标1.了解势能的概念和基本原理；2.掌握势能的计算方法；3.理解势能的改变对物体运动产生的影响；4.学会应用势能原理解决相关题目。
二、教学内容1.势能的定义和公式2.势能的计算方法3.势能的改变4.势能的应用三、教学重难点1.势能计算方法的掌握；2.势能改变对物体运动的影响的理解；3.势能在实际问题中的应用。
四、教学方法1.讲解法：通过讲解势能的概念、原理和计算方法，让学生掌握基本知识；2.实验法：通过实验展示势能的改变对物体运动的影响，让学生更加深入理解；3.案例分析法：通过实际例题，让学生引入实践，在解决问题中掌握应用技巧。
五、教学步骤第一步：引入（10分钟）1.介绍势能的定义和基本概念，并引出势能的计算方法；2.通过实例，让学生初步了解势能的概念和应用；第二步：讲解（50分钟）1.讲解势能的计算方法；2.通过实验展示势能的改变对物体运动的影响；3.分析势能改变对物体运动的影响，让学生深入理解物理现象。
第三步：练习（30分钟）1.发放练习题，让学生进行练习；2.讲解练习题，解决学生的疑问。
第四步：归纳总结（10分钟）1.归纳势能的基本概念、原理和计算方法；2.引导学生总结本节课的重点难点。
六、课后作业与参考答案1.练习册P20-21，1、2、3题；2.参考答案：1.安装轨道轨顶端的势能增加，因此重力势能减小，滑块的动能增加，且动能增加的大小等于重力势能的减小值。
(1)当自由落体到高度 h_2 时，重力势能等于动能，即 mgh_1 = mv^2/2，所以v = √(2gh_2)。
(2)在过程中，机械能守恒，因此重力势能减小，动能增加，且动能增加的大小等于重力势能的减小值，即ΔK = ΔU。
3.在过程中，砝码的重力势能减小，且动能增加，因此通过砝码的重力做功，使箱子的动能增加。
箱子的动能增加的大小等于砝码的重力势能的减小值，即ΔK = ΔU。
七、教学资源1.教材：鲁科版必修2；2.实验器材：滑块、轨道、秤等。
高中物理势能的改变鲁科版必修二
势能的改变
让学生研究上式的物理意义：
重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能
板书：重力势能公式：EＰ＝mgh E
物体的重力势能Ｐ
焦（J）
ｍ→物体的质量千克（kg）
ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ
ｈ→物体的高度→米（ｍ）
让学生推导重力势能的单位
∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J ∴重力势能的单位是焦耳。
重力势能是标量
多媒体投影问题：一个质量为10kg 的物体,把它放置在一张高1m的桌面上,则此物体的重力势能是多少呢？（取g=10ｍ/s2）
根据学生回答让学生讨论：为什么同一个问题会得到不同的答案？
提出重力势能的相对性：重力势能E
＝mgh中h是相对于某个水平面来Ｐ
说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。
通常也叫零势面。
参考水平面的选取是任意的，选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。
通常选择地面作为参考平面。
选择不同的零势面，重力势能是不同的。
h是所处位置的平面到参考水平面的距离。
高一物理2-2《势能的改变》教案1(鲁科版)必修2
《动能的改变》教学设计
（一）知识与技能
1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。
2．理解动能定理及其推导过程。
3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。
4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。
（二）过程与方法
1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。
3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。
（三）情感态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理。
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2．2势能的改变学案
【学习目标】
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.
【学习重点】
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
【知识要点】
1.重力势能
(1)定义：
重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量.
(2)重力势能表达式E p=mgh.
(3)重力势能是标量,由物体所处的位置状态决定,是状态量.
(4)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,选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定.通常选择地面作为参考平面.对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体,高度是正值,重力势能也是正值；在参考平面下方的物体,高度是负值,重力势能也是负值.
(5)重力势能的系统性
重力势能实际上是物体与地球这一系统共同具有的,平常所说的某一物体具有的重力势能实际上是系统共有的,这只是一种约定俗成的说法.
2.重力做功与重力势能变化的关系
(1)重力做功的特点
重力做功与路径无关,只与物体起点和终点位置的高度差有关.
(2)重力做功与重力势能的变化
重力做多少正功,重力势能就减少多少；重力做多少负功(或称克服重力做了多少功),重力势能就增加多少.即重力做功等于重力势能的减少量,W=E p1－E p2=ΔE p.
3.弹性势能
(1)发生弹性形变的物体,在恢复形变时能对外界做功,具有一种潜在的能量.
(2)弹性势能有关因素
弹性势能随形变量增大而增加.
【典型例题】
［例1］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.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题
答案：CD.
［例2］如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面
高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，
则小球落到地面前瞬间的重力势能为
A.mgh
B.mgH
C.mg (h +H )
D.-mgh
［思路］重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不同，重力势能的大小则不同.
解：据题意知已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H ，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为－h ，所以小球落到地面时，它的重力势能为E p =-mgh .
答案：D
［例3］一物体从A 点沿粗糙面AB 与光滑面AC 分别滑到同一水平面上的B 点与C 点，则下列说法中正确的是
A.沿AB 面重力做功多
B.沿两个面重力做的功相同
C.沿AB 面重力势能减少多
D.沿两个面减少的重力势能相同
答案：BD.
［例4］起重机以4
g 的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少.
解：由题意可知起重机的加速度a =
4
g ，物体上升高度h ， 据牛顿第二定律得mg -F =ma 所以F =mg -ma =mg -m ×41g =43mg 方向竖直向上.
所以拉力做功 W F = Fh cos0°=4
3mgh 重力做功 W G =mgh cos180°=-mgh
即物体克服重力做功为mgh
又因为 W G =E p1-E p2=-mgh
W G <0，E p1<E p2
即物体的重力势能增加了mgh
【达标训练】
1.以下关于重力势能的说法中，正确的是___.
A.地面上的物体的重力势能一定为零
B.质量大的物体重力势能一定大
C.高处物体的重力势能一定大
D.重力做正功时，物体的重力势能一定变化
答案：D
2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
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 ，重力势能变小了
D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
答案：D
3.选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量（ ）
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者具有相同数值，后者具有不同数值
D.前者具有不同数值，后者具有相同数值答案：D。