7.4重力势能—人教版高中物理必修二教案
人教版高一物理必修二教案-7.4重力势能
第七章第四节重力势能教学设计一、设计思想：“功”教学之后，学生第一次涉及到能量，并从量的角度研究能量的具体表达形式。
在以后的学习过程中，能量概念的重要性会被学生逐步认识到。
就内容的呈现方式来看：从生活中的事例出发，形成具体的表达形式是这一节课的核心，本节课有探究课的特点，采取师生互动、引导、启发的教学方式。
二、教学目标：1、知识与技能：①、理解重力势能的概念，知道在国际单位中，势能的单位是焦耳（J），势能是标量，并会用重力势能的定义式进行计算。
②、理解重力做功与重力势能变化的关系，并能够应用表达式进行计算，知道重力做功与路径无关。
③、知道重力势能具有相对性，计算重力势能需选择参考面。
④、知道重力势能是物体和地球系统所共有。
2、过程与方法：根据功和能的关系，推到出重力势能的表达式，进一步渗透科学探究的几个要素。
3、情感态度与价值观：培养学生从生活现象中探究物理规律的方法，激发学生勇于探索、勇于发现的品质。
三、教学重点：1、重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
2、重力做功与路径无关及负功的意义。
四、教学难点：理解重力做功与重力势能变化的关系及重力势能改变的系统性五、教学资源：物理教材、实验器材（两个小球），PPT，六、教法设计：引导式、启发式、探究式、讨论式七、教学过程：重力做的功：W G＝mgh=mgh1－mgh2PPT：课本图7.4-2我们接着来计算这个物体沿倾斜直线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。
重力做的功：W G＝mglcosθ ＝mgh＝mgh1－mgh2PPT：课本图7.4-3我们最后来计算这个物体沿任意的曲线从高度为h1的地方运动到高度为h2的地方的过程中重力所做的功。
如何计算第三幅中重力所做的功呢？受第二个图的启发，我们可以把曲线分割成若干小段，当分得足够小的时候，我们就可以认为每一段都是直线，这样求出重力在每一段上所做的功，再把所有的功相加，即得在这个过程中，重力所做的功。
高中物理必修二教案-7.4重力势能16-人教版
学习内容学习指导即时感悟学习目标：1．知道重力做功与路径无关，理解重力势能的变化和重力做功的关系。
2．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
3．知道重力势能的相对性，知道重力势能是物体和地球系统共有的。
学习重点：重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系学习难点：重力势能的系统性、相对性，正负的含义【初步感知】通过短片观察：1、通过何种途径能够使重力势能释放出来？2、又是通过哪个力做功使这种能量释放出来的？【自主﹒合作﹒探究】一、重力做功的特点：1.认真阅读p64教材并结合图7．4—1、图7．4—2、图7．4—3，独立推导这几种情况下重力做的功。
2.在三种情况下重力做的功是否相等？由此可以得到什么样的结论? 重力做功的表达式是什么?【重力做功的特点】：重力做功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
表达式：_________________。
二、重力势能1.重力势能的定义：物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。
用Ep表示。
2.表达式：Ep = mgh3.单位：焦耳，符号为J4.标量性：无方向，是标量。
5、特征：相对性、系统性三、重力势能的特征1、相对性阅读课本内容“重力势能的相对性”，思考并回答以下问题：1、什么叫参考平面？在参考平面，物体的重力势能是多少?2、通常情况下，如何选取参考平面？3、对选定的参考平面而言，什么情况下重力势能为正值？什么情况下重力势能为负值？ 例.如图质量kg m 2=的小球，从离开桌面高m h 2.11=的A 点下落到桌面下m h 8.02=的地面B ，按要求填入表格（g =10m/s 2） 思考：比较、分析表格中的数据，有何特点？ ►选取不同的________,物体的重力势能的数值_______。
（填“相同”或“不同”） ►WG 、△Ep 与________的选取无关。
2、重力势能的系统性 想一想：重力势能跟重力做功密切相关， 如果没有了重力，物体还有重力势能吗？ 温馨提示：严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
重力势能
《重力势能》教案学[知识目标]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。
3.知道重力势能的相对性.[能力目标]1、通过回忆前面的知识，为新的学习打下基础；2、结合已有工具，配合教师的引导，让学生自己推导关系，发现新的学习；3、过程中配合练习，加深学生对公式、结论的理解和应用，同时发现新的知识4.学会从功和能的关系上解释物理现象。
[情感目标]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.渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险2、重力势能大小演示实验【提供实验器材：大小和质量不同的两个钢珠、装有沙子的水槽、刻度尺】 请小组起来展示自己的设计思想、实验过程、的出的结论。
实验一：将同一个钢珠从不同的高度释放，观察钢珠在沙子中下陷的深度。
实验二：用大小不同的两个钢珠从同高一度释放，观察钢珠在沙子中下陷的深度。
学生回答观察的现象：钢珠的释放高度越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。
钢珠的质量越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。
引导学生归纳上述演示，我们可以定性得到：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。
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：E Ｐ＝mgh3. 重力势能的单位：焦耳。
4. 单位符号：J5. 重力势能是标量。
探究二：重力做功的特点？ 根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A 运动到B 过程中重力所做的功。
学生回答观察的现象：钢珠的释放高度越大，钢珠在沙子中下陷的深度越大。
质量大的钢珠在沙子中下陷的深度越大 动手计算，让两个同学上讲台把答案展示出来 认并 1 甲AA B B 乙 h 1h 2h重力势能与参考平面的选择有关，其数值由参考平面的改变而改变 （板书） 上方 参考平面 下方 计算重力势能之前需要先选定参考平面。
人教版物理必修二 7.4 重力势能 教案
重力势能教学设计
教材分析:
本节教材首先提出重力势能的基本定义，指出物体由于被举高而具有的能为重力势能，再分析重力做功与路径无关的特点，然后推导得出重力势能的表达式。
并总结出重力做功与重力势能变化之间的关系。
最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点。
学生分析：
高一学生抽象的逻辑思维能力一般，对事物的认知停留在表面上，所以在教学中需要借助图片视频等直观手段引入抽象的物理概念。
教学目标：
1.知识目标
（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的表达式计算。
（2）会推导重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
（3）知道重力势能的相对性。
2.技能目标
（1）根据功能关系，推导出重力势能的表达式
（2）学会从功能关系上解释和分析物理现象。
3.情感目标
渗透从对生活中有关物理现象的解释，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，重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点：
重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教具准备：
Ppt课件，课堂中的小物件（粉笔）。
高中物理 7.4 重力势能教案 新人教版必修2
课 题Leabharlann 7.4 重力势能课 型
新授课 （2 课时）
教 学 目 标 教 学 重 点 、 难 点 教 学 方 法 教 学 手 段
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． 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． 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．
学 生 活 动
生：重力做功与路径无关． 师：既然重力做功与路径无关，那么它与什么因素有关呢? 生：与物体的初末位置有关． 师：具体的表达式是什么? 生：WG=mgh1 一 mgh2，其中 hl 和 h2 表示物体所处位置的高度． 师：很好，可见物体的重力 mg 与它所在位置的高度 h 的乘积“mgh”是一个具有 特殊意义的物理量. [课堂训练] 1．沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端， 以下说法正确的是„„„„„„( ) A．沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多 B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C. 沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多 D．上述几种情况重力做功同样多 2．将一物体由 A 移至 B，重力做功 „„„„„„„„„„„„„„„( ) A. 与运动过程中是否存在阻力有关 B．与物体沿直线或曲线运动有关 C. 与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D．与物体发生的位移有关 参考答案 1．D 解析：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差 有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态 的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只与重力方向上发生的位移有关，与物体运动所经过的路径， 与物体的运动状态都没有关系 二、重力势能 [实验与探究] 探究影响小球势能大小的因素有哪些． 准备两个大小相同的小球：一个钢球、一个木球，再盛一盆细沙．如图。5.4— l 所示．在沙盆上方同一高度释放两个小球，钢球的质量大，在沙中陷得较深些． 让钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在沙中陷得越深． 请同学们亲自做实验探究一下重力势能的大小与哪些因素有关． 师：下面大家阅读教材 11～12 页“重力势能”一段，回答下面几个问题． 学生阅读课文，可以把问题用多媒体投影到大屏幕上． 师：怎样定义物体的重力势能? 生：我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能． 师：为什么可以这样来进行定义? 生：这是因为 mgh 这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关， 另一方面它随高度的变化而变化． 师：重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述? 生：Ep=mgh，物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积． 师：重力势能是矢量还是标量?
人教版必修2物理：7.4 重力势能 教案设计
了解数学微
新
分知识在物
课
理中的应用
教
学
= 进行总结
联系已有 知识，培 养知识迁 移能力， 思考问题 的能力， 训练逻辑 思维。
学生思考回 答。
培养学生 的运用知 识能力。
图 7 ． 4-2 ： 重 力 做 功
新
增强学生
课
计算例题 的社会公
教
德意识，
学
用知识改
变生活的
实例。
=mgcos
θ
计算例题
培养学生 的运用知 识能力
学生分组实 验
学生通过 发现与生 活经验不 同，引发 疑问，激 发求知 望。
新
课
活动 3【活动】课题二：重力做功 重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过下列三种例子来探究一下
教
学
学生板书图 1 和 2 的计算 过程
对比迁移 思考：你认为这三个哪个比较容易做呢？
图 7 ． 4-1 ： 重 力 做 功 学生思考回 加深印象 答问题。
思考与讨论：阅读课本
说一说，并回答上面 有关问题。 如果重力做功与运动路径有关，能量变化不能表示重力做的功 活动 5 【讲授】 课题四：重力势能的相对性和系统性
讨论歌词：“山上有棵小树，山下有棵大树，我不知道， 不知道哪棵更高”这是说高度具有 相对性 。重力势能与高度 有关，重力势能也有 相对性。
在研究重力势能是应该选择 参考平面 。在参考平面上， 物体的重力势能为零；在参考平面上方物体的重力势能为正的， 表示重力势能比零势能面的势能大；在参考平面下方物体的重 力势能为负的，表示重力势能比零势能面的势能小。 重力势能是物体与地球组成的系统共同具有的。
《重力势能》教学设计
教学目标
新人教高中物理必修二 7.4 重力势能 精品教案
74 重力势能 〖精讲精析〗〖知识精讲〗知识点1重力做功的特点（1）物体运动时，重力对它所做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体的 运动路径无关。
（2）重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。
W G =mgh=mg （h 1-h 2）=mgh 1-mgh 2〖例1〗如图所示，两个轨道均光滑，它们高度相同，让质量均为m 的两个物体分别沿轨道由静止从顶端运动到底端，求：两个物体在运动过程中重力所做的功？〖思路分析〗重力做功与路径无关，由功的定义知，重力对两个物体均做正功，所做的功都是W=mgh〖答案〗W=mgh〖总结〗重力做功的大小等于重力与初末位置高度差的乘积。
物体从高处运动到 到低处重力做正功。
〖变式训练〗如图所示，质量为m 物体分别从倾角为α和β两个光滑斜面上滑下，两斜面的高度均为h ，则下列叙述中正确的是： A 、物体滑到斜面底端的速度相同。
B 、物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率相同。
C 、物体滑到斜面底端时重力所做的功相同。
D 、物体滑到斜面底端时速率相同。
知识点2：重力势能（1）重力势能：我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能，常用E P 表示，即E P = mgh 上式表明物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。
（2）重力势能具有相对性。
重力势能的数字表达式E P = mgh 是与参考平面的选择有关的，式中的h 是物体重心到参考平面高度。
当物体在参考平面之上时，重力势能E P 为正值；当物体在参考平面以上时，重力势能E P为负值。
注意物体重力势能的正负的物理意义是表示比零势能大还是小。
（物体在参考平面上时重力势能为零）（3）重力势能的参考平面的选取是任意的。
视处理物体的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能参考点。
（4）重力势能的变化是绝对的。
物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的。
我们关注的是重力势能的变化，这意味着能的转化问题。
重力势能教学设计
7.4 重力势能教学设计【教材版本】人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修2【章节】第七章机械能守恒定律第四节重力势能【教材分析】重力势能是机械能守恒定律的基础，根据普通高中物理课程标准的要求，本节课重点在于引导学生理解重力势能，教材从学生已经熟悉的重力做功入手引入重力势能这一概念，最终推导出重力做功与重力势能变化的关系，由浅入深，层层推进，符合学生的认知规律。
关于重力势能的相对性和系统性学生往往不易理解，教学时需要结合一些实例，解开学生的困惑。
【学情分析】学生在初中阶段已对重力势能有了定性的认识，高中阶段要定量的学习重力势能，本节课在学生已学习了功的相关知识的前提下，通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，便于学生理解，在教学过程中，重点要考虑高中学生的思维开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系这一特点，因此，教学过程中需要通过实例探究引导学生获取相关知识，获得相应的技能。
【教学目标】（一）知识与技能1.理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
2.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。
3.知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性,势能是系统共有的。
4.理解重力做功是物体重力势能变化的量度。
（二）过程与方法1.在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。
2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。
（三）情感态度与价值观1.从对生活中有关物理现象的观察，使学生在探究过程中体验成功解决问题的喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。
2.通过学生之间的讨论交流与协作探究，培养团队合作精神。
3.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：理解重力势能,知道重力做功与重力势能变化的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
【教具准备】投影仪、多媒体课件、带斜面的长木板、小车、钩码、小木块、导学案、课后作业【教学过程】一、情境导入学生观看雪崩视频，感受大自然的力量，激发学生对大自然的敬畏之心。
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人教版高中物-理必修二7.4重力势能教案
一、教学目标
认识重力做功与路径无关；
理解重力势能的概念会进行相关的计算；
理解重力做功与重力势能的变化关系；
知道重力势能具有相对性；
知道重力势能是物体和地球系统所共有的。
教具准备
投影仪、多媒体课件
二、教学过程
（一）新课引入
师：同学们我们来看一则新闻（PPT）所示新闻讲得的是高空中的鸡蛋落下的威力。
师：同学们一个鸡蛋从高楼落下为什么威力这么大呢？
生：因为在高空中鸡蛋所具有的能量大
（二）新课教学
师：同学们今天我们学习第4节重力势能，请同学们欣赏PPt上的3幅图片，你们观察到了那些物理知识呢？
生：第一幅是黄果树瀑布，水从高处流下重力势能在发生改变，第2幅是房屋顶距离地面有一定的高度故有势能，最后一幅是雪崩从高处滚下，在高处也有势能。
师：同学们答得很好，分析的很好，分析得也很到位，哪我们来看到这个模型，重力做功如何：
重力做功：cos 0G W mgh mgh
==师：同学们哪如果不是沿竖直方向，而是沿斜面方向，重力做功又如何呢？如下图所示：重力做功：cos G W mgh mgh
θ==
师：同学们通过上述两种情况分析，你们得出什么样的结论呢？生：重力做的功相同，重力做功只与竖直高度有关？
师：同学们总结很好，那我们在来看PPt上的这个重力做功。
123...
n
W mg h mg h mg h mg h mgh
=∆+∆+∆++∆=
很容易得到：重力做功与路径无关，只与高度有关。
师：同学们来看到PPT上，物体从A落到B的过程中重力做功的分析情况：
重力做功：12cos 0()
G W mg h mg h mg h h =∆=∆=-重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关
2.重力势能
师：在重力做功情况分析中mgh 具有特殊的意义，我们把物理量mgh 叫做物体的重力势能。
P E mgh
=●
重力势能是标量●单位：焦耳J
3.关系
师：我们知道重力势能和重力做功的表达式非常相似他们之间的关系是什么？
12
12
G G p p W mgh mgh W E E =-=-1物体由高处下落，重力做正功，重力势能减小，G p
W E =∆2
物体有低处上升，重力做负功，重力势能增加，G p W E =-∆师：同学们我们来做几道题看看
4.重力势能的相对性
师：如图所示高度h=8844.43m 是相对于谁呢？
重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫做参考平面。
师：上方物体的高度为正值，重力势能也为正值当选定参考平面后，然后下方的高度为负值重力势能也是负值。
5.重力势能的系统性
师：同学们重力势能是准有的呢？
生：重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的而不是地球上某一个物体单独具有的。
1．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－5J变化到－3J，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
【解析】：重力势能的大小具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，选项A错误。
由重力势能的表达式E p＝mgh可知，重力势能的大小还与物体的质量有关，选项B错误。
物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能变大了，选项C错误。
由重力做功与重力势能变化的关系可知选项D正确。
2．(多选)下列说法中正确的是()
A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值
B．重力做功的多少和重力势能的变化都与参考平面的选取无关
C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同
D．位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能
【答案】：BCD
【解析】：重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，参考平面不同，同一物体在某一位置的重力势能也会不同，故不能说地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值，选项A说法错误。
重力做功的特点是重力做功多少只与初末位置的高度差有关，与参考面的选取无关，而重力势能的
变化等于重力做的功，故B说法正确。
重力势能E p＝mgh∝mh，所以当质量分别为m1、m2的两个物体在不同高度h1和h2处，若m1h1＝m2h2，则它们具有的重力势能相同，选项C说法正确。
物体在零势能参考平面上时重力势能为零，物体位于参考平面以下时其重力势能小于零，物体位于参考平面以上时重力势能大于零，所以选项D说法正确。
3．如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()
A．沿轨道1滑下重力做功多
B．沿轨道2滑下重力做功多
C．沿轨道3滑下重力做功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
【答案】：D
【解析】：重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，故三种情况下重力做功一样多，D 正确，A、B、C错误。
4．(多选)关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是()
A．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．地球上物体的重力势能是不变的
D．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关
【答案】：ABD
【解析】：重力做正功，物体的重力势能减少，重力做多少功，重力势能就减少多少，选项A正确；同理，物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加，选项B正确；物体的重力势能大小除与其
质量有关外，还与物体所处的位置有关，在不同高度，同一物体的重力势能不同，选项C错误；重力做功的特点是重力做功多少只与物体初末位置的高度差有关，与参考面的选取无关，而重力势能的变化量等于重力做的功，选项D正确。
5．质量为m的小球从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为()
A．mgh，减少mg(H－h)
B．mgh，增加mg(H＋h)
C．－mgh，增加mg(H－h)
D．－mgh，减少mg(H＋h)
【答案】：D
【解析】：小球从初始位置下落到地面，重力做正功，重力势能减少了mg(H＋h)；以桌面为零势能面，在地面时重力势能为－mgh，故D正确。