4.重力势能(学案)
高中物理《重力势能》教案
高中物理《重力势能》教案一、教学目标1. 让学生了解重力势能的概念，理解重力势能与物体的质量和高度的关系。
2. 培养学生运用控制变量法研究物理问题的能力。
3. 引导学生运用物理知识解释生活中的现象，提高学生的实践能力。
二、教学重点与难点1. 重点：重力势能的概念及其影响因素。
2. 难点：重力势能的计算和应用。
三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究重力势能的本质。
2. 利用多媒体展示实例，增强学生的直观感受。
3. 运用控制变量法，让学生分组实验，验证重力势能的规律。
四、教学过程1. 导入：a. 提问：什么是能量？常见的能量形式有哪些？b. 引导学生思考重力势能的概念。
2. 新课讲解：a. 讲解重力势能的定义及其表示方法。
b. 阐述重力势能与物体的质量和高度的关系。
c. 讲解重力势能的计算公式。
3. 实例分析：a. 展示生活中涉及重力势能的实例。
b. 引导学生运用所学知识分析实例，解释现象。
4. 小组实验：a. 学生分组进行实验，探究重力势能的变化规律。
b. 教师巡回指导，解答学生疑问。
5. 总结与拓展：a. 总结重力势能的影响因素及其应用。
b. 提问：重力势能与其他能量形式之间有何联系？五、课后作业1. 复习重力势能的概念及其影响因素。
2. 完成课后练习，运用重力势能的知识解决问题。
3. 思考生活中的其他实例，运用重力势能的知识进行分析。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问检查学生对重力势能概念的理解程度。
2. 实验报告：评估学生在实验中的观察、分析和解决问题的能力。
3. 课后作业：检查学生对重力势能知识的掌握和应用能力。
七、教学反思1. 反思教学方法的有效性，考虑如何改进教学策略以提高学生的参与度。
2. 思考如何更好地将生活实例与物理知识相结合，提高学生的学习兴趣。
3. 评估学生的学习效果，确定后续教学内容的调整方案。
八、课程扩展1. 介绍重力势能与其他能量形式之间的转换，如动能、热能等。
学案6：7.4重力势能
7.4 重力势能【学习目标】1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行有关计算.3.理解重力做功与重力势能变化的关系.4.知道重力势能具有相对性.5.知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.【知识梳理】一、重力做的功1．重力做功的特点(1)只跟物体运动的和的位置有关，而跟物体运动的无关，跟物体初位置和末位置的有关。
(2)物体下降时重力做，物体被举高时重力做。
2．表达式：W G＝＝mg(h1－h2)，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
[说明](1)物体在水平面上运动时，重力总是不做功。
(2)物体的竖直位移等于零，说明重力做功的代数和等于零，但过程中重力并不一定不做功。
(3)重力做功的特点可以推广到任一恒力做功，即恒力做功特点为：与具体路径无关，只与起点和终点两个位置有关，恒力做的功等于力与沿着力方向的位移的乘积。
[填一填]同一物体从同一高度处分别做自由落体、竖直上抛、平抛运动，最终落地，上述三种运动重力做的力分别为W1、W2、W3，则三者的关系为______________。
二、重力势能1．特点：与物体相对地球的或(高度)有关。
2．大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为：E p＝mgh。
3．单位：，与功的单位相同。
4．重力势能的特性(1)相对性：重力势能总是相对选定的而言的(该平面常称为零势能面)。
(2)标矢性：重力势能为，只有大小没有方向，但有正负，其正负表示与参考平面上物体重力势能的相对大小；物体在参考平面上方时，重力势能为值，在参考平面下方时，重力势能为值。
(3)系统性：重力势能是与所组成的物体“系统”所共有的。
5．重力做的功与重力势能的关系：W G＝＝－ΔE p。
[说明]当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小，即W G＞0，E p1＞E p2。
重力势能的减少量等于重力做的功。
当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即W G＜0，E p1＜E p2。
重力势能教案优秀教案
重力势能教案优秀教案教案：重力势能一、教学内容本节课的教学内容选自小学科学六年级下册，第四章“力和运动”的第二节“重力势能”。
本节课的主要内容是让学生了解和掌握重力势能的概念，能够通过实验和观察来探究重力势能的大小与哪些因素有关。
二、教学目标1. 让学生了解重力势能的概念，知道重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
2. 培养学生通过实验和观察来探究科学问题的能力。
3. 培养学生合作学习、积极思考的科学态度。
三、教学难点与重点重点：重力势能的概念，重力势能的大小与哪些因素有关。
难点：重力势能的大小计算和实验探究。
四、教具与学具准备教具：课件、实验器材（小球、斜面、量筒等）。
学具：科学笔记本、彩笔。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）教师通过课件展示一个生活中的实例：扔铅球。
引导学生观察铅球在空中飞行的情况，提问：为什么铅球能够在空中飞行？它的能量从哪里来？2. 概念讲解（10分钟）教师引导学生思考重力势能的概念，讲解重力势能的定义，并通过课件展示重力势能的示意图，让学生理解重力势能的概念。
3. 实验探究（15分钟）教师组织学生进行实验，让学生通过实验观察和记录重力势能的大小与物体的质量和高度的关系。
学生分组进行实验，教师巡回指导。
4. 例题讲解（10分钟）教师通过PPT展示例题，讲解重力势能的计算方法，引导学生运用所学知识解决实际问题。
5. 随堂练习（5分钟）教师给出随堂练习题，学生独立完成，教师批改并讲解答案。
六、板书设计板书设计如下：重力势能概念：影响因素：质量、高度计算方法：七、作业设计1. 作业题目：（1）判断题：重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
（）（2）计算题：一个质量为2kg的小球，从高度为5m的地方落下，求小球落地时的重力势能。
（已知重力加速度g为10N/kg）2. 答案：（1）√（2）100J八、课后反思及拓展延伸重点和难点解析一、重力势能的大小计算1. 基本概念重力势能是指物体由于被举高而具有的能量。
重力势能
《重力势能》学案一．知识点1.物体高度变化时，重力要对物体做功，当物体向下运动时，重力对物体做功；当物体向上运动时，重力对物体做功。
重力对物体做功只跟物体的和有关，而跟物体的运动路径，功的大小等于重力与始末位置的的乘积。
2.物体的势能等于物体受到的重力和的乘积，表达式为E p= 。
在国际单位制中单位为，符号。
3.重力势能的相对性（1）参考面：物体的重力势能总是相对于某一来说的，这个叫做参考面。
在参考面上，物体的重力势能为，因此参考面又称作。
（2）参考面的选取：参考面的选取具有（任意性/特定性），但一般根据解决问题的方便来选取参考面，通常选择地面或题中给出的最低位置为参考面。
①选择不同的参考面，物体的重力势能的数值是的，因此重力势能具有相对性，所以在求物体的重力势能之前，首先要选择一个参考面；但是物体在固定两个位置的重力势能的差值与参考面的选择，重力做功多少与参考面的选择。
②对于选定的参考面，其上方物体的重力势能是值，其下方物体的重力势能是值，负号表示这个位置的重力势能要比该物体在参考面上的重力势能。
重力势能是（标/矢）量，其正负号不表示方向，只表示大小。
-3J的重力势能比2J的重力势能（大/小),比较两物体的重力势能大小时应选取同一参考平面。
功也是标量，但功的正负号既不表示大小，也不表示方向，比较功的大小是比较绝对值。
功率也是标量，但功率只有正的。
4.重力做功W G与初末位置重力势能E p1、E p2的关系式为；重力势能变化量ΔE p 与初末位置重力势能E p1、E p2的关系式为；重力势能重力做功W G与重力势能变化量ΔE p的关系式为。
当物体由高处运动到低处时，重力做功，重力势能（增大/减小），即W G>0,E p1>E p2,,减小的重力势能等于重力做的功。
当物体由低处运动到高处时，重力做功，或者说，重力势能（增大/减小），即W G<0,E p1<E p2,,增加的重力势能等于。
高中物理重力势能的教案
高中物理重力势能的教案
目标：学生能够理解重力势能的概念以及如何计算重力势能。
时间：1课时
教学内容：
1. 介绍重力势能的概念及公式：重力势能是指物体由于位置上升或下降所具有的势能, 计算公式为：P = mgh，其中P表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h 表示物体的高度。
2. 讲解重力势能的运用：重力势能常常在物体上升或下降的情况下进行计算，例如物体从高处下落，其重力势能转化为动能；物体被抬高时，重力势能增加。
3. 演示重力势能的计算：通过实际的例子演示如何计算重力势能，强调重力势能与物体的高度和质量有关。
4. 练习：让学生分组进行练习，计算不同物体在不同高度时的重力势能。
5. 总结：总结重力势能的概念，强调重力势能在物理运动中的重要性。
评估：通过练习题对学生的掌握情况进行评估，了解学生对重力势能的理解。
拓展：引导学生思考重力势能在实际生活中的应用，例如建筑物的设计、机械设备的运作等。
反馈：鼓励学生在日常生活中关注物体的高度变化和重力势能的转化，加深对重力势能的理解和应用。
4.3势能学案(教科版必修2)
4.3 势能学习目标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.知道弹性势能的表达式，理解弹性势能的变化和弹力做功的关系。
4.知道势能的相对性和系统性；知识梳理一、重力势能的计算1.物体的重力势能与物体的和有关。
2.物体的重力势能的表达式是 .3.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考面，参考面是选取不同，重力势能的数值，重力势能具有 .4.重力势能是（标量或矢量）。
其符号有正负之分。
对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，重力势能为值（正或负），表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要（大或小）. 在参考平面下方的物体，重力势能为值（正或负），表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要（大或小）.选择哪个水平面作为参考平面，可视具体情况而定，通常选择作为参考平面.4.重力势能的变化与参考面的选取（有关或无关）。
5.重力势能和重力有关，而重力是施加给物体的，没有，也就谈不上重力势能.可见，重力势能是“和”这个系统共有的.二、重力做功与重力势能的改变1. 当物体由高处运动到低处时，重力做功，物体的重力势能；2. 当物体由低处运动到高处时，重力做功，物体的重力势能 .3.由功和能的关系得到：重力势能的变化跟重力做功有密切联系.重力做了多少功，重力势能就改变 .重力做功与重力势能变化的关系可公式表示。
4.重力所做的功只跟有关，跟物体运动的路径无关.三．弹性势能1.弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做。
.2. 弹性势能的大小有关；弹性势能的表达式是。
3.弹性势能的变化与力做功有关。
要点探究一一.重力势能的计算1.重力势能的表达式为：E p=mghm物体的质量千克（kg）g重力加速度米/秒2（m/s2）h物体的高度米（m）E p物体的重力势能焦耳（J）2.重力势能具有相对性.其数值是相对参考面而言的。
《重力势能》物理教案
《重力势能》物理教案一、教学目标1. 让学生了解重力势能的概念，知道重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
2. 让学生掌握重力势能的计算方法，能够运用重力势能解释实际问题。
3. 培养学生的观察能力、思维能力和实践能力，提高学生对物理学科的兴趣。
二、教学内容1. 重力势能的概念2. 重力势能的大小与质量、高度的关系3. 重力势能的计算方法4. 重力势能的应用实例三、教学重点与难点1. 重点：重力势能的概念、大小与质量、高度的关系，重力势能的计算方法。
2. 难点：重力势能的应用实例分析。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考重力势能的概念和计算方法。
2. 利用实例分析，让学生学会运用重力势能解释实际问题。
3. 采用小组讨论法，培养学生的合作意识和团队精神。
五、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生回顾动能的概念，为新课的学习做好铺垫。
2. 讲解重力势能的概念，让学生了解重力势能的定义和特点。
3. 分析重力势能的大小与质量、高度的关系，引导学生通过实验或举例验证这一规律。
4. 讲解重力势能的计算方法，让学生能够运用公式计算重力势能。
5. 利用实例分析，让学生学会运用重力势能解释实际问题。
6. 课堂小结，回顾本节课所学内容，巩固知识点。
7. 布置作业，让学生通过练习进一步掌握重力势能的知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对重力势能概念的理解程度。
2. 小组讨论：观察学生在小组内的讨论情况，评估学生对重力势能大小与质量、高度关系的掌握情况。
3. 实例分析：评估学生运用重力势能解释实际问题的能力。
4. 作业批改：通过作业了解学生对重力势能计算方法和应用实例的掌握情况。
七、教学反思课后对本节课的教学过程进行反思，分析教学方法的适用性，看看是否达到了预期的教学目标。
如有需要，调整教学方法，为的课程做好准备。
八、拓展与延伸1. 引导学生思考重力势能与其他能量形式的转化关系。
2. 探讨重力势能在现实生活中的应用，如水利工程、登山运动等。
《重力势能》教案
（重力势能）教案随着教师考试临近，想必许多考生都在为没有适宜的示范教案而烦闷，常常困扰于课程内容太多无法删减，时间自然也无法保证。
本文以物理学科（重力势能）为例，为您呈现10-20分钟的课堂教案，精简的速写教案将成为您备考的参考依据。
一、教学目标1、知识与技能(1)理解重力势能的概念，学生能用计算式计算物体的重力势能。
(2)理解重力做功与重力势能的变化之间的关系，了解重力做功与路径无关。
(3)了解重力势能具有相对性。
2、过程与方法(1)依据共和能的关系，推出重力势能表达式(2)通过实验，学生能够掌握科学研究方法----操纵变量法(3)通过对结果分析，培养学生的发散思维。
3、感情态度与价值观通过对实验的操作、观察、商量，激发学生探究科学的兴趣。
二、教学重难点重点：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：重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
三、教学过程环节一：新课导入多媒体展示：1.打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里;2.2022年，俄罗斯某村庄发生雪崩，造成至少100人失踪。
教师引导：重力势能具有庞大的能量，有些可以为我们利用，也有些会给我们带来庞大的灾难。
我们只有认识自然，才能更加主动的改造自然。
从而引入新课——重力势能。
环节二：概念建立(一)重力做功的特点回忆功与能量的关系，功是能量转化的量度。
重力势能发生变化，很明显示重力在做功。
由此引导学生探究重力做功的特点。
提出问题：重力做功与什么因素相关给出如下三种情况：(1)物体竖直向下运动，高度从h1降为h2;(2)物体沿倾斜直线向下运动，高度从h1降为h2;(3)物体沿任意路径向下运动，高度从h1降为h2。
让学生分别求出三种情况下重力做的功(对于第三种曲线运动的情况给出提示可以将曲线进行无限等分，每一份近似看成直线)。
环节五：小结作业总结本节知识点，要求学生课下查阅资料，总结势能的其他种类。
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第三节势能
课标定位
学习目标：1.理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性．
2．知道重力做功和重力势能的改变的关系．
3．理解重力做功与路径无关的特点．
重点难点：重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系．
自主导学
1．物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做______功，物体下落时，
2．重力做_______功．
2．重力做功的特点
物体运动时，重力对它做的功只跟它的____和____的位置有关，而跟物体运动的____无关．
二、重力势能
1．定义：物体由于______而具有的能量．
2．大小：物体的重力势能等于它所受_______与所处_______的乘积，表达式为________.
3．单位：______，与功的单位相同．
4．重力做功与重力势能变化的关系
表达式：WG＝E p1－E p2
(1)当物体从高处运动到低处时，重力做__功，重力势能_______，即WG>0，E p1>E p2.
(2)当物体由低处运动到高处时，重力做__功，重力势能_______，即WG<0，E p1<E p2.重力做负功也叫做物体____________．
三、重力势能的相对性
1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一______来说的，这个______叫做参考平面，在参考平面，物体的重力势能等于0.
2．参考平面的选取：
(1)选择不同的参考平面，物体的重力势能数值___________，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值________．
(2)参考平面上方的物体重力势能为正，下方的物体重力势能为负，负号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少．
说明：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而定，一般是以解决问题方便为原则．
四、势能是系统所共有的
重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的．
说明：任何一种形式的势能，如分子势能、电势能等都是系统所共有的．
要点突破
一、重力做功的特点
1.探究过程：如图7－4－1所示，质量为m的物体经三条不同的路径，从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置．
图7－4－1
第一次物体竖直向下运动(图中路径1)：
重力所做的功WG＝mgh＝mg(h1－h2)＝mgh1－mgh2.第二次物体沿倾斜直线向下运动(图中路径2)：
设倾斜直线与竖直方向成θ角，物体通过的距离为l ，
则重力所做的功WG ＝mgl cos θ＝mgh ＝mg (h 1－h 2)＝mgh 1－mgh 2.
第三次物体沿任意路径向下运动(图中路径3)：
我们可以把整个路径分成许多很短的间隔，每一小段都可看成一段倾斜的直线，
则重力所做的功WG ＝mg Δh 1＋mg Δh 2＋…＝mgh ＝mg (h 1－h 2)＝mgh 1－mgh 2.
2．归纳总结：重力做的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，
功的大小等于物重跟起点高度与终点高度之差的乘积．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1.如图7－4－2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14
h 的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做的功为( )
图7－4－2
A.14mgh
B.34
mgh C ．mgh D ．0 二、对重力势能的理解
1．重力势能具有相对性
重力势能的表达式E p ＝mgh 中的h 是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零．
2．重力势能参考平面的选取是任意的
视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面．
3．重力势能的变化是绝对的
尽管重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．
4．重力势能是系统共有的
倘若没有地球，就谈不上重力，那么物体也就不可能具有重力势能．所以，严格来说，重力势能是地球和物体所组成的“系统”共有的，而不是物体单独具有的．
特别提醒：重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对大小．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
例1．下列关于重力势能的说法中正确的是( )
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－5 J 变化到－3 J ，重力势能变小了
D ．重力势能减小时，重力对物体做正功
三、重力做功与重力势能变化的关系
物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改变与重力做功有关．重力势能的改变只由重力做功引起．如图7－4－3，质量为m 的物体，由A 点下落到B 点，A 点高度为h 1，B 点高度为h 2.在这个过程中，重力做功WG ＝mgh 1－mgh 2＝mg Δh .
图7－4－3
在这个过程中重力势能的改变量ΔE p ＝E p B －E p A ，所以重力做功和重力势能改变量的关系为WG ＝－ΔE p.
这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而重力做负功，重力势能增加的道理．
特别提醒：重力势能变化的多少是由重力做功来唯一量度的，跟物体所处的运动状态及是否受其他力或其他力是否做功无关．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
例1．(2011年厦门高一检测) 关于重力做功和物体的重力势能，下列说法不正确的( )
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 ．地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值
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
典例精析
题型一重力做功特点的应用
例1. 质量为m 的小球从距地面高为h 处自由落下，碰地后弹起的高度为h 2
，然后落下，碰地后再弹起，弹起的高度为h 4
……，最后小球静止于地面上，求整个过程中重力做的功．
【方法总结】重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置的高度差有关，这一点尤其在解一些往复运动或多个过程的问题时，可以省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入、一步求解，富于灵活性．
变式训练1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
题型二重力势能的计算
例1. 金茂大厦是上海的标志性建筑之一，其主体建筑地上88层，地下3层，高420.5 m，是目前国内第一、世界第三的高楼，如图7－4－4所示．距地面341 m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底，质量为60 kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10 m/s2)
图7－4－4
(1)以地面为参考平面；
(2)以第88层为参考平面；
(3)以420.5 m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？
【思路点拨】先求出选不同位置为参考平面时物体所处的高度，再根据重力势能的定义式求物体的重力势能．
【方法总结】(1)计算重力势能时，必须首先选取零势能面．
(2)比较物体在不同位置具有的重力势能的大小关系时，这两个位置的重力势能必须是相对同一个参考平面的．
变式训练2如图7－4－5，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是()
图7－4－5
A．mgh减少mg(H－h) B．mgh减少mg(H＋h)
C．－mgh减少mg(H－h) D．－mgh减少mg(H＋h)
三、巩固练习
例1：沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上将一物体拉到顶端，谁克服重力做的功多？
例2：不同质量的两个物体由同一地点以相同的动能竖直向上抛出，不计空气阻力，则这两个物体（）
A．所能达到的最大高度和最大重力势能都相同
B．所能达到的最大高度不同，但最大重力势能相同
C．所能达到的最大高度和最大重力势能均不同
D．所能达到的最大高度相同，但最大重力势能不同。