第一篇：必修2 優秀教案7.4 重力勢能(最新申請教師資格證用)

高中物理必修2（課題八）

7.4

重力勢能

7.4 重力勢能

第一課時

【三維目標】

知識與技能

1．理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進行計算．

2．理解重力勢能的變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關． 3．知道重力勢能的相對性． 過程與方法

用所學功的概念推導重力做功與路徑的關系，親身感受知識的建立過程． 情感、態度與價值觀

滲透從對生活中有關物理現象的觀察，得到物理結論的方法，激發和培養學生探索自然規律的興趣．

【教學重點】

重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關系．.【教學難點】

重力勢能的系統性和相對性．

【教學方法】

探究、講授、討論、練習

【教具準備】

鐵球(大小、質量均不同)兩個、透明玻璃容器、沙子 【課時安排】

1課時

【教學過程】

[新課導入] 有句話是“搬起石頭砸自己的腳”，從物理的角度看待這一問題，搬起的石頭有了做功的本領，它就具有了能，這種能我們稱為重力勢能。我們今天就來學習重力勢能。[新課教學]

一、重力的功

師：重力做功與什么因素有關呢?我們現在就通過幾個例子來探究一下．

(多媒體投影教材上的圖7．4—

1、圖7．4—

2、圖7．4—3，讓學生獨立推導這幾種情況下重力做的功)師：比較容易做的是哪一個問題? 生：第一個和第二個問題．

師：為什么這兩個問題容易研究呢? 生：因為這兩個問題中物體運動的路徑是直線，所以在研究重力做功問題上比較容易研究． 師：那么這兩個問題的答案是什么呢? 生l：第一個問題中WG＝mg△h=mghl一mgh2．

生2：第二個問題中WG=mgcosa=mg△h＝mgh1一mgh2；，和第一個問題中所求出的答案相同． 師：我們大膽猜想一下，第三個圖中重力做的功和前兩個是否相等呢? 生：可能是相等的．

師：我們來驗證一下我們的猜想，第三個圖的困難在哪里? 生：力做功的路徑是曲線． 師：我們怎樣突破這個難點呢?

生1(很為難)：這是力在曲線上做功的情況，不容易研究．

生2：我記得在第二節學習力對物體做功的問題時曾經接觸過有關變力做功的問題． 師(鼓勵)：說說看，解決的途徑是什么? 生2：曲線問題不容易解決，我們可以把這一條曲線看作由很多小的直線組成，這樣把每小段直線上重力做的功合起來就是整個過程中重力做的總功．

師(表揚)：這個同學分析得非常好，根據這個同學的分析方法，第三個問題的答案應該是什么呢? 生：在第三種情況下重力做的功和前兩種情況中重力做的功相同． 師：我們可以得到什么樣的結論? 生：重力做功與路徑無關．

師：既然重力做功與路徑無關，那么它與什么因素有關呢? 生：與物體的初末位置有關． 師：具體的表達式是什么? 生：WG=mgh1一mgh2，其中hl和h2表示物體所處位置的高度．

師：很好，可見物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量.[課堂訓練] 1．沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上將同一物體拉到頂端，以下說法正確的是??????()A．沿坡度小、長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．上述幾種情況重力做功同樣多

2．將一物體由A移至B，重力做功 ???????????????()A.與運動過程中是否存在阻力有關 B．與物體沿直線或曲線運動有關

C.與物體是做加速、減速或勻速運動有關 D．與物體發生的位移有關

參考答案 1．D 解析：重力做功的特點是與運動的具體路徑無關，只與初末狀態物體的高度差有關，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末狀態的高度差相同，重力做的功就相同． 2．D 解析：重力做功只與重力方向上發生的位移有關，與物體運動所經過的路徑，與物體的運動狀態都沒有關系

二、重力勢能 [實驗與探究] 探究影響小球勢能大小的因素有哪些．

準備兩個大小相同的小球：一個鋼球、一個木球，再盛一盆細沙．如圖。7.4—l所示．在沙盆上方同一高度釋放兩個小球，鋼球的質量大，在沙中陷得較深些．

讓鋼球分別從不同的高度落下，鋼球釋放的位置越高，在沙中陷得越深．

請同學們親自做實驗探究一下重力勢能的大小與哪些因素有關．

師：下面大家閱讀教材7“重力勢能”一段，回答下面幾個問題．

學生閱讀課文，可以把問題用多媒體投影到大屏幕上．

師：怎樣定義物體的重力勢能? 生：我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能．

師：為什么可以這樣來進行定義? 生：這是因為mgh這個物理量的特殊意義在于它一方面與重力做功密切相關，另一方面它隨高度的變化而變化．

師：重力勢能的表達式是什么?用文字怎樣敘述? 生：Ep=mgh，物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積．

師：重力勢能是矢量還是標量? 生：與所有的能量一樣，重力勢能也是標量．

師：重力勢能的單位是什么?符號是什么? 生：重力勢能和其他能量一樣，它們的單位和功的單位相同，都是焦耳，符號是J．

師：重力勢能與什么因素有關?你能否列舉生活中的實例加以說明? 生：根據重力勢能的表達式，重力勢能與物體所受到的重力和物體的相對高度有關．例如塔吊上吊著的重物比較可怕，但是當這個重物被放下之后就不再可怕了，因為物體被放下之后重力勢能減少了；再例如樹梢上的樹葉，雖然所處位置比較高，但是由于它受到的重力比較小，所以它雖然比塔吊上的物體可能還高，但是我們并不感覺害怕它．

師：剛才這位同學分析得非常好．根據重力勢能的定義式，它和重力做功的表達式非常相似，么它們之間的關系是什么呢? 生：當物體由高處向低處運動時，重力做正功，物體重力勢能減少，也就是WG>0，Ep1>Ep2；當物體從低處運送到高處時，重力做負功(或者說物體克服重力做功)，重力勢能增加，也就是WG<0，Epl

師：它們的數值具體用一個公式應該如何表示? 生1：它們之間的關系應該是WG＝△Ep

生2：當物體受到的重力做正功時，物體重力勢能減少；當物體克服重力做功時，物體重力勢能增加，所以說重力勢能的變化量和重力做功之間的關系應該是互為相反數，用公式表示應該為：WG＝一△Ep．

師(鼓勵)：剛才這個同學補充得相當好．下面大家閱讀一下課本 “說一說”，回答上面提出的問題．

(學生閱讀思考．回答有關問題)師：如果重力的功與路徑有關，即對應于相同的起點和終點，重力對同一物體做的功，隨物體運動路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫做物體的重力勢能嗎? 生：當然不能，因為此時這個能量不能表示物體重力做功的實際情況．

師：當摩擦力對物體做功時，我們能不能定義有一個摩擦力勢能存在呢?為什么? 生：不行，摩擦力做功與路徑有關。

［課堂小結］

本課主要學習了以下內容：

1.勢能由物體間的相互作用而產生，由它們的相對位置而決定.2.勢能是標量，單位是焦耳.3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關，只跟物體運動的始、末位置有關，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差.［布置作業］

課本 P66 2 【板書設計】

7.4重力勢能

一、重力的功

與重力做功有關的因素：重力的大小和下落的高度大小．與物體的路徑無關．

二、重力勢能

標量

單位：焦耳

第二篇：向心力必修2優秀教案 5.6 向心力 (最新申請教師資格證用)

高中物理必修2（課題六）

5.6 向心力

5.6 向心力

第一課時

【三維目標】

[知識與技能] 1.理解向心力的概念及其表達式的確切含義．

2.知道向心力大小與哪些因素有關，并能用來進行計算．

3.知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質點在某一點的向心力和向心加速度．

[過程與方法] 1.通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關，并具體“做一做”來理解公式的含義．

2.進一步體會力是產生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動的特點．

[情感態度與價值觀] 1.在實驗中，培養學生動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力． 2.感受成功的快樂．體會實驗的意義，激發學習物理的興趣

【教學重點】

1．體會牛頓第二定律在向心力上的應用．

2．明確向心力的意義、作用、公式及其變形．.【教學難點】

1．圓錐擺實驗及有關物理量的測量．

2．如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現象．

【教學方法】

探究、講授、討論、練習

【教具準備】

【課時安排】

1課時

【教學過程】

［新課導入］

師：前面兩節課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特征，知道了如何描述圓周運動．這節課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特征——向心力．

［進行新課］

一、向心力

做圓周運動的物體為什么不沿直線飛去而是沿著一個圓周運動？那是因為它受到了力的作用。用手掄著一個被繩著的物體，使它使圓周運動，是繩子的力在拉著它。地球繞著太陽轉動，是太陽對地球的引力在“拉”著它。

做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，根據牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力。這個合力就叫做向心力，即：

1、向心力：做勻速圓周運動的物體，會受到指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。

⑴向心力總是指向圓心，始終與線速度垂直，只改變速度的方向而不改變大小。向心力是一個變力。

⑵向心力是根據力的作用效果命名，可認定各種性質的力，也可以是它們的合力，還可以是某個力的分力。

⑶如果物體做勻速圓周運動，向心力就是物體受到的合外力；如果物體做非勻速圓周運動（線速度大小時刻改變），向心力并非是物體受到的合外力。（下節課）

如圖，在線的一端系一個小球，另一端牽在手里，將手舉過頭頂，使小球在水平面內做圓周運動，感受球運動時對手的拉力；改變小球轉動的快慢、線的長度或小球的質量，感受向心力的變化跟那些因素有關。

承著小球質量變大、角速度變大、轉動半徑變大，小球對手的拉力也變大，說明小球受的向心力變大。那么它們的定量關系怎樣呢？

把向心加速度的表達式代入牛頓第二定律，可得：

2、向心力的大小：

二、向心力大小的粗略驗證

分析課本實驗，加深對向心力的理解：

1、用刻度尺測出懸點距圓心高度h，用秒表記錄鋼球運動n周的時間t，并沒計出數據表格。

2、用公式計算出：∑F =mgtgθ=mg·r/h F向= mrω=

3、比較g/h與4πn/t大小。

4、比較兩種方法得到的力對實驗可靠性作出評估。[課堂訓練] 說明以下幾個圓周運動的實例中向心力是由哪些力提供的．(師生互動)1．繩的一端拴一小球，手執另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動． 2．火星繞太陽運轉的向心力是什么力提供的? 3．在圓盤上放一個小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，分析小物塊受幾個力，向心力由誰提供．

參考答案

1．解析：小球受重力、支持力、繩的拉力而做勻速圓周運動．由于豎直方向小球不運動，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運動由水平面上的繩的拉力來提供． 2．解析：火星和太陽間的萬有引力提供火星運轉的向心力． 3．解析：小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力．

點評：通過實例分析，達到鞏固所學知識的目的．

222

［課堂小結］

本節課主要研究了向心力以及其特點。請同學加以歸納。［布置作業］

課本 P25 1、2 【板書設計】

5.6 向心力

一、向心力

1.定義：勻速圓周運動過程中，始終指向圓心的合外力，且與V垂直。2.方向：指向圓心，與V垂直 3.大小： F向= mrω=

4．特性：產生向心加速，只改變V方向，不改變V大小。5．來源：物體所受合外力（勻速圓周）2

第三篇：【物理】7.4《重力勢能》示范教案(新人教版必修2)14

知識改變命運，學習成就未來

新人教版高中物理必修二 同步教案

知識改變命運，學習成就未來

教師：打樁機的重錘從高處落下時，可以把水泥樁打進地里，為什么? 學生：因為重錘具有重力勢能. 教師：那么什么是重力勢能?

學生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能. 演示實驗：

在一個透明的玻璃容器內裝上沙子.

實驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度.

實驗二：用大小不同的兩個鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度. 學生回答觀察到的現象：

在實驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大. 在實驗二中，質量大的鐵球落在沙子中的深度大.

教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系，且物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大.

引入：那么，怎樣定量地表示重力勢能呢? 板書課題：重力勢能

二、新課教學(一)重力勢能 1.教師舉例

把一個質量為ｍ的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，重力分別做什么功?重力勢能如何變化?

學生：上升過程中，物體克服重力做功(重力做負功).物體的重力勢能增大. 下落過程中，重力做正功，物體的重力勢能減小.

教師：前邊我們學過了功和能之間的關系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學們認為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系?

學生：重力所做的功等于物體重力勢能的變化.

2.上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢能的變化，下邊我們再來分析一個例子：

①用投影片出示問題：

質量為ｍ的物體從高度為ｈ１的A點下落到高度為ｈ2的B點，重力所做的功為多少? ②學生求解得到：

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重力所做的功為：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）

③教師：前邊我們結合功和能的關系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經過推導又得到重力所做的功等于ｍｇｈ這個量的變化，所以在物理學中就用ｍｇｈ這個式子來表示物體的重力勢能.

板書：EＰ＝mgh

單位EＰ?表示??焦（J）???物體的重力勢能??ｍ→物體的質量?單位???千克（kg）ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ ｈ→物體的高度→米（ｍ）

④推導重力勢能的單位： ∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J ∴重力勢能的單位是焦耳，并把上述板書補充完整. ⑤重力勢能是標量

3.據重力做功與重力勢能變化之間的關系進行討論：

①教師：我們用EP?mgh1來表示物體在初位置的重力勢能，用EP?mgh2來表示物體12在末位置的重力勢能，則WG?EP?EP

12②學生討論得到：

當物體由高處運動到低處時，ｈ１>ｈ2，WＧ>０

∴EP?EP

12當物體由低處運動到高處時，ｈ１<ｈ2，WＧ<０

∴EP?EP

12③教師總結：重力做正功時，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功. 物體克服重力做功(重力做負功)時，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功.

4.討論：如圖所示，物體從高為h1處運動到高為ｈ2處，運動的路徑有無數條，討論在這些運動過程中，重力所做的功是否相同.

學生：重力所做的功相同，因為重力所做的功等于重力勢能的減少量，而重力勢能的減少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的.

教師：由此得到：重力所做的功只跟物體初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有關，跟物體運動的路徑無關.

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(二)重力勢能的相對性

教師：有一個物體放在三樓頂，每層樓高ｈ，則該物體的重力勢能為多大? 學生：3mgh；mgh；2mgh.

教師：同一個物體的重力勢能，為什么會有三個不同的值呢? 學生：是由于所選高度的起點不同而造成的.

教師：我們把所選高度的起點處的平面叫參考平面，知識改變命運，學習成就未來

①勢能也叫位能.

②勢能具有系統性：重力勢能是物體和地球組成的系統共有的，彈性勢能是物體的 各部分所共有的.

三、鞏固練習

用投影片出示思考題：

1.關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是 A.當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少 B.物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加 C.地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值 D.重力做功的多少與參考平面的選取無關 2.物體在運動過程中，克服重力做功為50 J，則 A.重力做功為50 J

B.物體的重力勢能一定增加50 J C.物體的動能一定減少50 J D.重力做了50 J的負功

3.以40 ｍ/s的初速度豎直向上拋出一個物體，經過ｔ秒后，物體的重力勢能是動能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s2，則ｔ的大小為

A.2秒 B.3秒

C.4秒

D.5秒

參考答案：

1.ABD2.BD3.A

【課堂小結】

本節課我們學習了：

1.勢能由物體間的相互作用而產生，由它們的相對位置而決定. 2.勢能是標量，單位是焦耳.

3.重力對物體所做的功與物體的運動路徑無關，只跟物體運動的始、末位置有關，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差.

4.重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個物體的重力勢能的大小與參考平面的選取有關.

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知識改變命運，學習成就未來

【板書設計】

?????重力勢能??勢能(位移)??????彈性勢能?????????????1.物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積→EＰ＝mgh 2.重力勢能是標量，是狀態量

3.重力勢能是物體和地球共有的，常稱為物體的重力勢能. 4.重力勢能是具有相對性(相對于參考平面) 5.單位：焦(J)

6.重力做功與路徑無關，與初、末位置有關

?1.發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外做功，物體具有能??量，這種能量叫彈性勢能. ?2.彈性勢能與形變大小有關 ?

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第四篇：必修2 優秀教案 6.4 萬有引力理論的成就(最新申請教師資格證用)

高中物理必修1（課題七）

6.4

萬有引力理論的成就

6.4 萬有引力理論的成就

第一課時

【三維目標】

[知識與技能] 1.了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。

2.會用萬有引力定律計算天體質量。

3.理解并運用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。

[過程與方法] 1．通過萬有引力定律推導出計算天體質量的公式。2.了解天體中的知識

[情感態度與價值觀] 體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論來源于實踐。

【教學重點】

1．行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。

2．會用已知條件求中心天體的質量。

【教學難點】

根據已有條件求中心天體的質量。

【教學方法】

教師啟發、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果

【教具準備】

【課時安排】

1課時

【教學過程】

［新課導入］

教師活動：上節我們學習了萬有引力定律的有關知識，現在請同學們回憶一下，萬有引力定律的內容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的測定是誰完成的？

學生活動：思考并回答上述問題：

內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。

公式：F=G．

公式中的G是引力常量，它在大小上等于質量為1 kg的兩個物體相距1 m時所產生的引力大小，經測定其值為6．67×10—11 N·m/kg。G的測定是由卡文迪許完成的。2

2萬有引力發現后，再經過了一百多年，才確定引力常量。卡文迪許扭秤的主要部分是一個輕而堅固的T型架，倒掛在一根金屬絲的下端。T形架水平部分的兩端各裝一個質量是m的小球，T形架的豎直部分裝一面小平面鏡M，它能把射來的光線反射到刻度尺上，這樣就能比較精確地測量金屬絲的扭轉。他測定了引力常量。這也提供了我們測量微小物體質量的方法。古代，曹操的兒子曹沖利用浮力稱出了大象的質量。那我們現在有沒有可能利用已知的知識來稱地球呢？

［進行新課］

（一）“科學真是迷人”

教師活動：引導學生閱讀教材“科學真實迷人”部分的內容，思考問題：

1．推導出地球質量的表達式，說明卡文迪許為什么能把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”？

2．設地面附近的重力加速度g=9．8m/s，地球半徑R =6．4×10m，引力常量G=6．67×10Nm/kg，試估算地球的質量。

學生活動：閱讀課文，推導出地球質量的表達式，在練習本上進行定量計算。

教師活動：由于地球自轉非常慢，一天只轉了一圈，所以對應的自轉偏向力很小。在這里，我們忽略不計。投影學生的推導、計算過程，一起點評。

-11 kg

重力加速度與高度的變化：若物體靜止在距離地面高為h的高空

（二）計算天體的質量

引導學生閱讀教材“天體質量的計算”部分的內容，同時考慮下列問題

1．應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是什么？

2．求解天體質量的方程依據是什么？

學生活動：學生閱讀課文第一部分，從課文中找出相應的答案。

1．求解天體質量的基本思路是：根據環繞天體的運動情況，求出其向心加速度，然后根據萬有引力充當向心力，進而列方程求解．

2．從前面的學習知道，天體之間存在著相互作用的萬有引力，而行星（或衛星）都在繞恒星（或行星）做近似圓周的運動，而物體做圓周運動時合力充當向心力，故對于天體所做的圓周運動的動力學方程只能是萬有引力充當向心力，這也是求解中心天體質量時列方程的根源所在。

教師活動：引導學生深入探究

請同學們結合課文知識以及前面所學勻速圓周運動的知識，加以討論、綜合，然后思考下列問題。學生代表發言。

1．天體實際做何運動？而我們通常可認為做什么運動？

2．描述勻速圓周運動的物理量有哪些？

3．根據環繞天體的運動情況求解其向心加速度有幾種求法？

4．應用天體運動的動力學方程──萬有引力充當向心力求出的天體質量有幾種表達式？各是什么？各有什么特點？

5．應用此方法能否求出環繞天體的質量？

學生活動：討論，得出答案。學生代表發言。

1．天體實際運動是沿橢圓軌道運動的，而我們通常情況下可以把它的運動近似處理為圓形軌道，即認為天體在做勻速圓周運動。

2．在研究勻速圓周運動時，為了描述其運動特征，我們引進了線速度v，角速度ω，周期T三個物理量。

3．根據環繞天體的運動狀況，a心=4πr/T

4．應用天體運動的動力學方程──萬有引力充當向心力，結合圓周運動向心加速度方程，即

2（3）F引=G =F心=ma心=m

即：G=m ③

從上述動力學方程的表述中，可得到相應的天體質量表達形式：

M=4πr/GT．

同理可得：M=vr/G 或者M=ωr/G．

上述三種表達式分別對應在已知環繞天體的線速度v，角速度ω，周期T時求解中心天體質量的方法。

以上各式中M表示中心天體質量，m表示環繞天體質量，r表示兩天體間距離，G表示引力常量。

5．從以上各式的推導過程可知，利用此法只能求出中心天體的質量，而不能求環繞天體的質量，因為環繞天體的質量同時出現在方程的兩邊，已被約掉。

師生互動：

從上面的學習可知，在應用萬有引力定律求解天體質量時，只能求解中心天體的質量，而不能求解環繞天體的質量。而在求解中心天體質量的三種表達式中，最常用的是已知周期求質量的方程。因為環繞天體運動的周期比較容易測量。

［課堂小結］

教師活動：1．處理天體運動問題的關鍵是：萬有引力提供做勻速圓周運動所需的向心力。2．忽略地球自轉,物體所受重力等于地球對物體的引力。

本節課我們學習了萬有引力定律的一些理論成就，解決了一些我們無法想象的問題，感受到了科學的力量，同學們重點要掌握用已知條件求中心天體的質量

［布置作業］ 2

23232

課本 P43 1、3

【板書設計】

6.4 萬有引力理論的成就

一、科學真是迷人 1.計算地球的質量

kg

2.重力加速度與高度的變化：

若物體靜止在距離地面高為h的高空

二、計算天體的質量

232 1.M=4πr/GT22.M=vr/G

233.M=ωr/G．

第五篇：2020-2021學年高一下學期物理人教版必修二教案-7.4重力勢能

《重力勢能》難點創新突破

《重力勢能》一節有兩個教學難點，一是重力勢能這個抽象概念的得出，二是重力做功與重力勢能變化的關系。

從學生的認知發展過程看，在初中物理學習中已經知道，重力勢能的大小跟物體的質量有關，跟物體所處的高度有關。學生還知道，功是能量變化的量度，對物體做多少功，物體就有多少能量發生了變化。但不同的功量度的是不同能量的變化。教材通過考察重力做功的特點，通過數學推導和因素分析，得出重力所做的功量度的是物體重力勢能的變化，同時得出重力勢能的表達式。

推導重力勢能的表達式以及重力的功與重力勢能變化的關系，其實質是一種邏輯推理。對學生來說，邏輯推理是一個理論探究的過程，但人教版教材在引導學生如何去探究方面顯得不足。例如，如何提出本節課所要解決的問題

？為什么研究重力勢能要先研究重力做功？我們為什么只考察重力做功，而不去考察別的力做功？所有這些，都是必須讓學生十分明白的，因此也都是教學中不可回避的。

針對以上問題，本人設計了三個主要教學環節，意圖解決教材中探究性不強的缺憾。

環節一：選擇真實生活中的問題即對高空物體有著天然的恐懼感，來引出問題

引入：甲同學手持英漢大辭典，放置在乙同學的頭頂上方一定高度處，老師問乙同學什么感受？

乙同學：“我害怕詞典掉下來砸到我”。

甲同學再進行兩組操作：

（1）將詞典舉得再高一些，（2）高度不變，換用兩本詞典，老師再問乙同學什么感受？

乙同學：“我害怕的更厲害了”。

老師：“我們為什么對高空物體有著天然的恐懼感呢？”

“因為高處的物體有著一種潛在的能量，叫重力勢能，而且我們能感知到能量的大小與物體質量、高度是有關系的，那么他們之間的定量關系到底是什么呢？如何定量研究重力勢能？”

設計意圖：

探究始于問題，好的問題能夠激發學生的求知欲與好奇心。通過一個簡單、易操作的小實驗喚醒學生頭腦中的感性經驗，進而將學生從生活世界引入物理世界，從定性走向定量，能使學生認識知識的意義，也能促使學生更加關注身邊的世界。

環節二：猜想，應該用哪個力做功來量度重力勢能

2.1問題引入：

一個物體運動時，可能有許多力對他做功，究竟哪個力的功與物體重力勢能的變化直接相關呢？我們來看如下情景，在一個粗糙的梯形臺上，一個物體在外力F作用下由A點出發，一直運動到D點，已知整個過程中力F始終與物體速度同向

A

B

C

D

F

請同學們分析三個階段中推力的功、摩擦力功、重力功的正負，以及物體重力勢能的變化

2.2教師引導分析

（1）

F始終做正功，但是重力勢能有時增加、有時不變、有時減小，可見F做功與重力勢能之間不存在必然聯系

（2）

同理分析摩擦力做功

（3）

學生通過分析重力做功與重力勢能變化的關系，可以得出二者也許存在某種內在聯系

設計意圖：

學生在考慮重力勢能的變化與哪個力做功相關時，頭腦里出現的信息并不是單純的。在考慮重力做功時，他們也受到其他力做功的干擾。通過創設一個問題情景，讓學生通過對各個力做功與重力勢能變化情形進行比較，求同存異，可以幫助學生選擇相關因素，濾掉無關因素。這種解決問題的方法。可以遷移到其他許多問題的解決上。

“也許”兩字表明，從學習者的角度看，我們所做的判斷只是一種合情的推測，它使學習過程更具有探究性。

環節三：邏輯推導并猜想

按照課本的情景進行數學推導，并最終得出WG

＝

mgh1－

mgh2，從功能關系角度猜想，重力勢能的表達式就應該是mgh

設計意圖：

解讀理論探究的結果，是理論探究的一個重要環節。這種解讀有助于培養學生的分析能力，它使學生明確我們是怎么認定重力勢能的表達式和重力勢能的變化與重力做功的關系的，也使學生看到我們原先要解決的問題首尾呼應完美的結合在一起的。

環節四：用物理眼光看世界

教師：“為什么高大的建筑看起來顯得莊嚴肅穆？”

引導分析：是因為潛在的能量也就是重力勢能比較大，引起人類內心的恐懼感。

設計意圖：

最后通過觀看兩個高大建筑物的圖片，引導學生從物理角度看待世界、用理性思維來理解自身的情緒。從而實現學生科學素養的提升。

環節五：小結

從學情角度看，學生雖然已經知道重力勢能的相關因素，但卻不知道重力勢能與這些因素之間的定量關系。學生雖然知道功是能量轉化的量度，卻不知道什么功量度的是重力勢能的變化。本節設計通過層層問題引導，實例探究，帶領學生從定性認識上升到定量的認識，從思維的抽象上升到思維的具體，提高了學生認識水平，培養了學生理性思維的意識，從而達到全面提高學生科學素養的目的。