高中物理必修2教案与课件7-4重力势能
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。
人教高中物理必修二课件：第七章 4.重力势能
D.物体的重力势能一定增加 100 J
解析:物体克服重力做功,即重力做负功,重力势能增加,高度升
高,克服重力做多少功,重力势能就增加多少,但重力势能是相对的,
增加 100 J 的重力势能,并不代表现在的重力势能就是 100 J。故正确
选项为 B、D。
答案:BD
2.如图所示,质量为 m、长为 L 的均匀链条的一半位于光滑水平
WG=mgΔh
影响大小 重力 mg 和初、末位
重力 mg 和相对参考面的高度 h
的因素
置的高度差 Δh
概念
项目
特点
联系
重力做功
重力势能
只与初、末位置的高 与参考平面的选择有关,同一位
度差有关,与路径及参 置的物体,选择不同的参考平面,
考平面的选择无关
其重力势能的值不同
过程量
状态量
重力做功过程是重力势能改变的过程,重力做正功,重
高度。
2.重力的功也有正负之分。当物体下降时,重力做正功;反之,当
物体上升时,重力做负功,即物体克服重力做功。
3.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,而跟物体运动的路径无关。
4.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,只与初末两个位置有关,恒力做的功等于力与沿
预习交流 2
将某一物体从同一高度以平抛、上抛、下抛三种不同的方式抛
出,从抛出到落地的过程中重力做功、重力势能的变化是否相同?
提示:重力做功与经过的路径无关,同一物体下落高度相同,三种
方式重力做功相同,由于重力做的功等于重力势能的变化,所以三种
方式下重力势能的变化也相同。
7-4重力势能
联系
重力做功过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势 能减少，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功， 重力势能就改变多少．即：WG＝EP1－EP2
为什么要引入重力势能这个概念？ 解析：重力势能EP ＝mgh，m、g、h分别为物体的质 量、重力加速度和物体所处位置相对于参考面的高度．重
力势能的引入与重力有关，重力有个特点：重力对物体做
n(n－1) 答案： mgh. 2 点评：归纳法容易想到，但较繁琐；整体法显然比较
简单，但不容易想到．
运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将
人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的 是 ( )
A．阻力对系统始终做负功
B．系统受到的合外力始终向下 C．加速下降时，重力做功大于系统重力势能的减小 量 D．任意相等的时间内重力做的功相等
由电荷间相对位置决定．
下列关于重力势能的说法中正确的是(
独具有的
)
①重力势能是物体和地球共同具有的，而不是物体单 ②在同一高度，将同一物体以v0向不同方向抛出，落 地时物体减少的重力势能一定相等
③重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
④在地面上的物体，它的重力势能一定为零 A．①② B．③④ C．①③ D．②④
________有关；A球与C球相比较，表明物体的重力势能与
它的________有关． 答案：高度 重力(或质量)
重力做功 重力对物体所做的功 WG＝G·l＝mgΔh 重力G和初末位置的高度 差Δh
重力势能 由于物体与地球的相互作用，且 由它们之间相对位置决定的能量 EP＝mgh 重力mg和相对参考面的高度h
特点
只与初末位置的高度差有 与参考平面的选择有关，同一位 关，与路径及参考平面的 置的物体，选择不同的参考平面 选择无关 会有不同的重力势能值 过程量 状态量
高中物理《重力势能》教案
高中物理《重力势能》教案一、教学内容本节课的教学内容选自高中物理必修2第四章第三节《重力势能》。
具体内容包括：重力势能的概念、重力势能的计算、重力势能的变化以及重力势能的应用。
二、教学目标1. 让学生理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法。
2. 培养学生运用重力势能解释实际问题的能力。
3. 引导学生通过合作、探究的方式，培养学生的团队协作能力和科学思维。
三、教学难点与重点1. 教学难点：重力势能的计算方法以及重力势能与实际问题的联系。
2. 教学重点：重力势能的概念、重力势能的变化规律。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：笔记本、课本、练习题。
五、教学过程1. 情景引入：通过一个苹果从树上落下的实例，引发学生对重力势能的思考。
2. 概念讲解：介绍重力势能的定义，让学生理解重力势能的概念。
3. 计算方法：讲解重力势能的计算方法，公式为Ep=mgh，其中m为物体质量，g为重力加速度，h为物体的高度。
4. 实例分析：分析苹果从树上落下过程中重力势能的变化，引导学生运用重力势能解释实际问题。
5. 练习环节：布置随堂练习题，让学生巩固所学知识。
7. 拓展延伸：引导学生思考重力势能与其他能量的关系，激发学生的学习兴趣。
六、板书设计1. 重力势能的概念2. 重力势能的计算方法：Ep=mgh3. 重力势能的变化规律4. 重力势能的应用七、作业设计1. 题目：一个质量为2kg的物体，从高度h=10m的地方落下，求物体落地时的重力势能。
答案：Ep=2kg×9.8m/s²×10m=196J2. 题目：一辆质量为1000kg的汽车，从山顶（高度h=500m）驶下，求汽车到达山脚时的重力势能。
答案：Ep=1000kg×9.8m/s²×500m=4.9×10^5J八、课后反思及拓展延伸本节课通过实例引入，让学生直观地理解了重力势能的概念，并通过计算方法的学习，使学生掌握了重力势能的计算。
高中物理【重力势能】教学优秀课件
小
答案 D
解析 物体的重力势能Ep=mgh取决于重力和物体所处的高度,质量大的物
体所处的高度可能较小,位置高的物体的重力可能较小,因此它们的重力势
能可能较小,选项A、B错误,D正确;参考平面不选水平地面时,地面上物体
的重力势能Ep≠0,选项C错误。
3.质量为20 kg的铁板、厚度不计,平放在二楼的地面上。二楼地面与楼外
32
规律方法 链条(绳索)模型
1.建模背景:柔软链条(绳索)在运动过程中形体会发生变化,重心也就会发
生变化,从而给计算带来障碍,因此如何确定重心位置是解决含有链条(绳
索)问题的关键。
2.模型特点
(1)粗细均匀、质量分布均匀的长直链条(绳索),其重心在长度的一半处。
(2)柔软链条(绳索)不以直线状(如折线状)放置时,应分段求重力势能再求
(3)重力做功有什么特点?
要点提示 (1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,乙中WG'=mglcos θ=mgh=mgh1-
mgh2。
(2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2、……,由于每一段都很
小,每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线,设每段小斜线的高度差分
别为Δh1、Δh2、……,则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgΔh1、
程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是(
A.小球的重力做了15 J的功
B.拉力F对小球做了15 J的功
C.小球的重力势能增加了15 J
D.合力对小球做的功是15 J
)
答案 BC
解析 小球上升,重力做负功,WG=-mgh=-5×3 J=-15 J,选项A错误;因为小球
地面的高度差约为3 m,g取10 m/s2。这块铁板相对二楼地面和楼外地面的
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. 让学生理解重力势能的概念，知道重力势能的大小与哪些因素有关。
2. 让学生掌握重力势能的计算公式，能够运用重力势能解释实际问题。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和实践能力，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. 重力势能的大小与哪些因素有关3. 重力势能的计算公式4. 重力势能的应用5. 重力势能与动能的转化三、教学重点与难点1. 教学重点：重力势能的概念、大小、计算公式及应用。
2. 教学难点：重力势能与动能的转化。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考重力势能的内涵和外延。
2. 利用实例分析法，让学生通过实际问题理解重力势能的应用。
3. 采用小组讨论法，培养学生的合作意识和团队精神。
4. 利用多媒体教学，增强学生的直观感受。
五、教学过程1. 导入：通过一个简单的例子，如抛物线运动，引导学生思考重力势能的概念。
2. 新课讲解：讲解重力势能的定义、大小与哪些因素有关，以及计算公式。
3. 实例分析：分析一些实际问题，如物体从高处落下、物体被抬高等，让学生理解重力势能的应用。
4. 小组讨论：让学生分组讨论重力势能与动能的转化，分享各自的观点和理解。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，强调重力势能的重要性和应用价值。
6. 作业布置：布置一些有关重力势能的练习题，巩固所学知识。
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. 练习题：布置课堂练习题，评估学生对重力势能大小、计算公式的掌握情况。
3. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度，以及他们对重力势能与动能转化的理解。
七、教学拓展1. 介绍重力势能在其他领域的应用，如地球物理学、工程学等。
2. 探讨重力势能与引力势能的区别和联系。
3. 引入相对论中的势能概念，为学生提供更深层次的思考。
八、教学反思1. 反思教学过程：考虑教学方法是否适合学生的认知水平，是否需要调整教学策略。
高中物理必修二教案-7.4重力势能3-人教版
7.4 重力势能课题7.4 重力势能（1）课型新授课教学目标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．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．难点重力势能的系统性和相对性．教法及教具自主探究、交流讨论、自主归纳教学过程教学内容个案调整教师主导活动学生主体活动任务一预习导学一、重力的功【教材助读】学情调查，情景导入教师活动：出示两张图片。
教师导语：铁质流星为什么能砸出这么大的坑？水力发电站为什么能发电？电能是由什么能转化来的？1.甲图说明：物体的重力势能与有关；2.乙图说明：物体的重力势能与有关结论：物体的重力势能与有关，物体质量越______，高度越______，具有的重力势能越大。
任务二合作探究(认真阅读p59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)图7．4—1中W G＝图7．4—2中W G=比较第一、二问题中所求出重力做的功是否相等？图7．4—3中重力做的功和前两个是否相等呢?如何求?【使用说明及学法指导】细读教材，先自学然后根据预习案的提示通过小组合作探究完成导学案。
【做一做】：阅读课文，从课文中找出必要的信息，在练习本上进行定量计算【展示】：教学过程在第三种情况下重力做的功和前两种情况中重力做的功是否相等？你可以得到什么样的结论?重力做功的表达式是什么?任务三、重力势能的相对性和系统性1、在参考平面上方的物体的高度是正值，重力势能也是值2、在参考平面下方的物体的高度是负值，重力势能也是值3、势能是标量，+、—表示4、选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能变化的问题，因为在有关重力势能变化的问题中，有确定意义的是重力势能的变化量，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同．5、重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，而不是单独具有的任务四：重力势能与重力做功的有何关系?重力势能与重力做功的关系：当物体由高处向低处运动时，重力做正功，物体重力势能减小，也就是WG>0，Ep1>Ep2；当物体从低处运送到高处时，重力做负功(或者说克服重力做功 )，重力势能增加， Epl<Ep2．任务五典型例题分析例题：质量是50kg的人沿着长150 m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10m／s2)任务六达标提升1.下列说法中正确的是……………( )A、重力势能恒大于零B、重力做功的多少与参考平面的选取有关C、放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零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2、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（）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、沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D、以上几种情况下克服重力所做的功一样多阅读课本，思考问题，学生代表发表见解3、 如图3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【课堂小结】让学生概括总结本节的内容。
高中物理《重力势能》课件
【学以致用】 2.物体在运动过程中克服重力做功为50J，则( BD ) A.重力做的功为50J B.物体的重力势能一定增加了50J C.物体的重力势能一定减少了50J D.重力做了50J的负功
探究1：什么是重力势能？猜想它
与什么因素有关？举例说明。
这是因为 物体一旦处在 一定高度时， 就具有了一定 的能量。而当 它从所处的高 处落下时，这 些能量就会以 做功的方式释
放出来
探究2：重力做的功与路径 的关系
mg
情形一：竖 情形二：沿倾斜 情形三：沿任意
直下落
直线向下运动 路径向下运动
探究2：重力做的功与路径的关系
探究3-1：由重力能做多少功可知重力势能的表达
式是什么？
1.重力势能的概念
“mgh”与重
“mgh” 是 一个具有特
力做功有着密 切的关系
殊意义的物
理量
“mgh”随着高
度的变化而变化，
与势能的基本特
征一致
把mgh叫做物体的重力势能，EP=mgh
即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
探究3-2:重力做的功与重力势能变化的关系 重力势能EP=mgh （1）是标量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（2）单位：1J=1N·m 2.重力做的功与重力势能的关系式
=mgΔh1 WG=W1+W2+W3+ …… WG=mgΔh1+ mg Δh2
+ mgΔh3 +…… =mg（Δh1+ Δh2 + Δh3+ ……) =mgh
=mgh1－mgh2
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势能是标量．+、–表示大小．
► 参考平面的选取是任意的 .选
取哪个平面做参考面，可视问题 的方便而定，通常选地面为参考 面
17
七、势能是系统所共有的：
重力势能是地球与物体所组 成的系统共有的，而不是地 球上的物体单独具有的。
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=9.8m/s2)
WG=mg Δh 5 J 重力做功与路径无关 J
ΔEP=E1-E2 =mgh1-mgh2
15
5 J J
六、重力势能的相对性： 需要先选定参考平面 ► 在参考面上方的物体的高度是正值， 重力势能也是正值；
► 在参考面下方的物体的高度是负值，
W1=mglcos0=mg Δh1
=mg(Δh1+ Δh2+Δh3)
mgh1 mgh2
7
可见物体在从A运动到B的过程中无论是直线 还是曲线重力做功： WG=mg Δh
mg (h1 h2 ) mgh1 mgh2
重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关 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。
关
重力势能
雪 崩
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。
2
陨 石 坑
美 国 内 华 达 州 亚 利 桑 那
美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗 直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万 千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯 (TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面 上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑 中可以安放下 20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。 3
10
四、重力势能的表达式 Ep = mgh
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的高度，单位：米（m）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
即：物体的重力势能等于物体的重 量和它的高度的乘积．
12
五、重力做功与重力势能的变化关系
WG = Ep1 - Ep2
参考 平面
A h1 桌面 地面 h2
小球在 A点重 力势能
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功
下落过程 小球重力 势能变化
5.88J 9.8J
-3.92J
0
9.8J 9.8J
9.8J 9.8J
B
20
►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
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
负
增加
物体克服重力 做的功等于重 力势能的增加 重力做的功等于 重力势能的减少
物体 下降
正
减少
14
例： 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5m
h2
wG mgh mgh1 mgh2
A
物体沿斜线运动
m
θ
h1
h
L
C
h2
6
WG mgl cos mgh mgh1 mgh2
物体沿曲线运动
m
θ
A
A
△h 1
h1
L
h
Δh1 Δh2 Δh3
C
h2
w w1 w2 w3
=mg Δh1+mg Δh2+mg Δh3
一、重力势能：
物体由于被举高而具有的势能。
二、重力势能有关因素
探究：用自己的课本做如下试验
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：
1、与高度有关2、与质Leabharlann 有关5三、重力做功
物体竖直下落
m
A h B
h1