第一篇：5.4重力勢能教學設計(新課標)

文

本節教材分析

本節講述重力勢能及其相對性，重力勢能的變化以及與重力做功的關系.重力做正功時，重力勢能減少，克服重力做功(重力做負功)時，重力勢能增加，關于這個關系，由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學時最好能結合一些實例，從能量轉化的角度分析，解開學生的困惑，例如可舉在自由落體運動中，重力做正功，重力勢能減少，同時由動能定理可知，動能增加.重力勢能轉化為動能，這樣做，也可以為下一節講解機械能守恒定律做好準備.關于重力做功與路徑無關和彈性勢能的教學：只要求學生知道即可． 教學目標

一、知識目標

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．

4.了解彈性勢能．

二、能力目標

1.根據功和能的關系，推導出重力勢能的表達式．

2.學會從功和能的關系上解釋和分析物理形象．

三、德育目標

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

實驗觀察法、分析歸納法、講練法 教學用具

鐵球(大小、質量均不同的兩個)、透明玻璃容器、沙子、投影片． 教學過程

用投影片出示本節課的學習目標

1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算．

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．

4.了解彈性勢能．

學習目標完成過程：

一、復習導入

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：

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

eｐ 物體的重力勢能 焦（j）

ｍ→物體的質量 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：

∵１kgｍ/s2ｍ＝１ｎｍ＝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 來表示物體在初位置的重力勢能，用 來表示物體在末位置的重力勢能，則

②學生討論得到：

③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．

(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，第一位同學以一樓地面為參考水平面得到物體的重力勢能為3mgh，第二位同學是以三樓地面為參考平面，則物體的重力勢能為mgh，同理第三位同學是以二樓地面作為參考平面，得到的重力勢能為2mgh．

板書：①參考平面的選取是任意的．

②選取不同的參考平面，物體的重力勢能的數值是不同的．

③通常選地面為參考平面．

(三)彈性勢能

1.演示

裝置如圖所示：將一彈簧壓縮不同程度：觀察現象．

取一個硬彈簧，一個軟彈簧，分別把它們壓縮相同程度，觀察現象．

2.學生敘述實驗現象

實驗一中：當彈簧壓縮程度越大時，彈簧把木塊推的越遠．

實驗二中：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時，硬彈簧把木塊彈出的遠．

3.上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發生形變，在恢復原狀時能夠對木塊做功，我們說彈簧具有能，這種能叫彈性勢能．

板書：發生形變的物體，在恢復原狀時能夠對外做功，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢能．

4.教師：同學們能舉幾個物體具有彈性勢能的例子嗎?

學生：卷緊的發條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓、擊球時的網球拍或羽毛球拍、撐桿跳高時的撐桿等．

5.教師分析上述各例中彈性勢能和形變程度之間的關系，學生總結得到：

形變程度越大，彈性勢能也越大．

6.教師：到現在為止，我們已學習了兩種勢能：重力勢能和彈性勢能．

對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，其大小由形變程度決定，而形變程度不同，發生形變的物體的各部分相對位置也會發生變化，得到：

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

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

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 參考答案：

1.abd 2.bd3.a

四、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． 思考題

1.關于重力勢能的幾種理解，正確的是

a.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功

b.相對于不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但這并不影響研究有關重力勢能的問題．

d.放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零

a.沿ab面重力做功多

b.沿兩個面重力做的功相同

d.沿兩個面減少的重力勢能相同

3.在水平面上豎直放置一輕質彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧速度減為零時

a.物體的重力勢能最大 b.物體的動能最大

4.質量為１kg的鐵球從某一高度自由落下，當下落到全程中點位置時，具有36 j的動能.空氣阻力不計，取地面為零勢能面，ｇ取10 ｍ/s2，則

a.鐵球在最高點時的重力勢能為36 j

b.鐵球在全程中點位置時具有72 j機械能

d.鐵球開始下落時的高度為7.2ｍ 參考答案：

六、板書設計

習題精選

（一）1、以下說法中，正確的是：

a．重力勢能大的物體，離地面高度大；

b．重力勢能大的物體，所受重力一定大；

d．重力勢能大的物體，速度不一定大。

2、質量相同的實心木球和銅球，放在同一水平桌面上，則它們的重力勢能是：

3、以下敘述中正確的是：

a．重力對物體做功越多，物體的重力勢能越少；

b．物體克服重力做功越多，物體的重力勢能越少；

d．物體沒克服重力做功，物體的重力勢能不一定為零。

4、不同質量的兩個物體由同一地點以相同的動能豎直向上拋出，不計空氣阻力，則這兩個物體（）

a．所能達到的最大高度和最大重力勢能都相同

b．所能達到的最大高度不同，但最大重力勢能相同

d．所能達到的最大高度相同，但最大重力勢能不同

5、粗細均勻，長為5m，質量為60kg的電線桿橫放在水平地面上，如果要把它豎直立起，至少要做 j的功（）參考答案：

（二）1.關于重力勢能的理解，下列說法正確的是

a.重力勢能是一個定值

b.當重力對物體做正功時，物體的重力勢能減少

d.重力勢能是物體和地球共有的，而不是物體單獨具有的 2.物體的重力勢能等于_____，定義式eｐ＝_____.3.一根均勻的直棒平放在地面，將它豎直立起時o點不滑動，若棒的質量為ｍ，棒長為l，則棒被豎直立起時外力做功至少為_____，重力做功為_____，物體克服重力做的功為_____，棒的重力勢能增加了_____，外力作用點越靠近右端時用的力_____，但做的功_____．

4.如圖所示，重物a的質量為ｍ，置于水平地面上，其上表面聯結一根豎直的輕質彈簧，彈簧的長度為l，勁度系數為ｋ，現將彈簧的上端p緩慢地豎直上提一段距離l，使重物a離地面時，重物具有的重力勢能為_____.6.一個物體從距地面的高度為h處自由下落，當它的動能與其重力勢能相等時，需要下落的時間為

7.在豎直平面內有一個半徑為r的 圓弧形軌道，一個質量為ｍ的小物體從軌道最高點a由靜止滑下，到達最低點b時恰好又靜止，問：

①物體在下滑過程中受到哪些力的作用?

②對小物塊做功的力各是什么力?做了多少功，大小各為多少?

③小物塊由a到b，其重力勢能變化了多少，如何變化?轉化為什么形式的能?有多少，用什么去量度? 8.如圖是幾個斜面，它們高度相同，而傾角不同，讓質量相同的物體沿斜面由靜止從頂端運動到底端，試根據功的公式計算沿不同斜面重力所做的功，并證明這個功與斜面的傾角無關.①當物塊下落距離ｈ為多大時，物塊的加速度為零．

③求物體下落的最大速度ｖｍ和最大距離h． 參考答案：

1.bd 2.物體的重量和它的高度的乘積；mgh 3.越小，不變． 4.5.mgl；2mgl 6.b 7.①重力、彈力和滑動摩擦力

②重力和滑動摩擦力；重力做正功，大小為mgｒ；滑動摩擦力做負功，大小為mgr

③mgr，減少，內能，mgr，滑動摩擦力做的功 8.證明略

9.① ② ③

（三）1.關于勢能的幾種說法中，正確的是：

a．勢能是物體系中各相互作用的物體的相對位置所決定的能量，勢能是系統共有的；

b．重力勢能的大小是相對的，但變化量大小是絕對的；

d．在彈性限度內，彈簧的形變量越大，彈性勢能也越大。2.關于勢能的變化，下列說法中正確的是：

a．摩擦力做功，勢能一定減小；

b．彈力做正功，彈性勢能一定增加；

d．勢能變化與外力無關。

3.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長1m的繩子系住一個重100n的物體，則該物體的重力勢能是：

4.橫臥在水平地面上質量為100kg，長為2m的均勻圓鐵棒，一端著地，另一端從地面上豎立起來，其重力勢能增量和重力功是：

5.某人將重物由靜止舉高h，獲得的速度為v，則下列說法中正確的是：

a．物體所受合外力對它做的功等于物體的動能增量；

b．人對物體做的功等于物體機械能的增量；

d．物體克服重力做的功等于物體勢能的增量。6.在光滑的水平面上，物體a以較大速度va向前運動，與以較小速度vb向同一方向運動的，連有輕質彈簧的物體b發生相互作用，如圖所示。在相互作用的過程中，當系統的彈性勢能最大時：

7.大型拱橋的拱高為h，弧長為l，如圖所示，質量為m的汽車在 以不變的速率v由a點運動到b點的過程中，以下說法正確的是：

a．由a到b的過程中，汽車的重力勢能不變，重力始終不做功；

b．由a到b的過程中，汽車的重力勢能的增量為零，重力的總功等于零；

d．汽車的重力勢能先增大后減小，上坡時重力做負功，下坡時做正功，總功為零。8.一根彈簧的彈力—位移圖線如圖所示，那么彈簧由伸

a．3.6焦耳，-3.6焦耳；

b．-3.6焦耳，3.6焦耳；

d．-1.8焦耳，1.8焦耳。

9.如圖所示，一個人通過小定滑輪使質量為m的物體勻速上升。當人在水平地面上由a點移動b點，繩子由豎直方向變成與水平方向成 角。已知ab間距離為s，若不計摩擦及滑輪質量，在這過程中物體重力勢能的增量是： 10.質量為m的小球，用輕質細線栓住，在豎直平面內繞線的一端作圓周運動，那么小球通過最高點和最最低點時，細線上拉力的差值是：

第二篇：《重力勢能》教學設計

《重力勢能》教學設計

《重力勢能》教學設計1

1教材分析

【教材分析】重力勢能是機械能守恒定律的基礎，根據普通高中物理課程標準的要求，本節課重點在于引導學生理解重力勢能，教材從學生已經熟悉的重力做功入手引入重力勢能這一概念，最終推導出重力做功與重力勢能變化的關系，由淺入深，層層推進，符合學生的認知規律。關于重力勢能的相對性和系統性學生往往不易理解，教學時需要結合一些實例，解開學生的困惑。

2教學目標

【教學目標】

（一）知識與技能

1.理解重力做功與重力勢能的關系，知道重力做功與路徑無關。

2.理解重力勢能的概念，能用重力勢能的表達式計算重力勢能。3.知道重力勢能具有相對性、重力勢能的變化具有絕對性,勢能是系統共有的。

4.理解重力做功是物體重力勢能變化的量度。

（二）過程與方法

1.在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結果分析法。

2.體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證問題的方法。

（三）情感態度與價值觀

1.從對生活中有關物理現象的觀察，使學生在探究過程中體驗成功解決問題的喜悅，激發學生探索自然規律的興趣。

2.通過學生之間的討論交流與協作探究，培養團隊合作精神。

3.體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動的改造自然。

3學情分析

【學情分析】學生在初中階段已對重力勢能有了定性的認識，高中階段要定量的學習重力勢能，本節課在學生已學習了功的.相關知識的前提下，通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化，便于學生理解，在教學過程中，重點要考慮高中學生的思維開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經驗直接相聯系這一特點，因此，教學過程中需要通過實例探究引導學生獲取相關知識，獲得相應的技能。

4重點難點

【重點難點】

重點：理解重力勢能,知道重力做功與重力勢能變化的關系。

難點：重力勢能的相對性、重力勢能變化的絕對性。

5教學準備

【教學準備】多媒體課件、帶斜面的長木板、小鋼珠、玻璃珠、小木塊、導學案

6教學過程

6.1第一學時教學活動活動1【導入】情境導入

學生觀看雪崩視頻，感受大自然的力量，激發學生對大自然的敬畏之心。雪花象征著純潔和美麗，但是它也有狂野的一面，為什么這么漂亮的雪花有如此大的威力？

學生回答：雪從高處落下，重力勢能轉化為動能。

教師：本節課我們來學習重力勢能的相關知識。

板書課題：7.4重力勢能

活動2【講授】問題引入

通過本章第一節的學習，我們已知道了重力勢能的概念，請同學們回憶一下什么是重力勢能。

學生回答：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。

教師：通過剛才的視頻可知雪崩是具有重力勢能，造成了巨大的破壞，而下雪時雪花落到我們身上，我們卻沒有任何感覺，為什么？

學生：重力勢能大小不一樣。

教師：影響重力勢能的因素有哪些？請同學們利用手邊的器材探究影響重力勢能的因素？

活動3【活動】學生探究

組織學生開展探究活動，并完成導學案第一部分。

學生匯報探究得出的結論（通過投影儀展示學生完成學案的情況）。

活動4【講授】重力做功

教師：通過前面的學習我們知道，重力勢能的大小與高度有關，而當物體的高度發生變化時，重力要做功，由此可以看出，認識重力勢能不能脫離對重力做功的研究，下面，我們一起來研究重力做功。

思考：將物體由地面被舉高時，重力做負功；物體下落時，重力做正功。

引導學生結合教材圖7.4-1、7.4-2、7.4-3推導幾種情況下重力做的功，并總結重力做功的特點。

如上圖，學生分析以上三幅圖中物體從A到B的過程中重力做的功。（提示：功的兩個必要因素）圖1是物體由A做自由落體運動到B，容易得出此過程中，重力做功為WG=mgh=mg(h1-h2)圖2是物體沿斜面由A滑到B，重力做功為：WG=mgl·cosθ=mgh=mg(h1-h2)；

圖3是物體沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖B的結論可以得出，重力做功也為mgh.

引導學生從以上三個過程的推導中分析得到重力做功的特點并完成學案第二部分：重力做功只跟物體起點和終點的位置有關，跟物體運動路徑無關。

思維拓展：重力做功與路徑無關，其他力(比如摩擦力)做功是否與路徑有關？回答是肯定的?？梢?，重力做功的特點不能亂用，要視具體力而定。

活動5【講授】重力勢能

教師：通過以上分析可以看出，物體所受的重力mg與它所處的位置的高度的乘積“mgh”具有特殊意義一方面與重力做功有關（相互作用），又隨高度的變化而變化（憑借其相對位置），與勢能的基本特征一致.物理學中，把物理量“mgh”叫做物體的重力勢能，用Ep表示。學生自主閱讀教材重力勢能部分，完成學案第三部分。

學生思考討論：同學們知道珠穆朗瑪峰的海拔高度是8848米，而珠穆朗瑪峰從山腳到山頂高度大約是4000米，這兩個表示高度的區別在哪里？

學生回答：參考平面不一樣，海拔高度是相對于海平面來說的，從山腳到山頂高度是相對于山腳所在平面來說的。

由以上分析可以看出，物體的高度總是相對于某一水平面來說的，實際上是把這個水平面的高度取0。因此，物體的重力勢能也總是相對于某一水平面來說的，這個水平面叫參考平面，在參考平面上，物體的重力勢能取做0。

下面請同學們根據自己的理解完成問題：將一個質量為5kg的鐵球放在3樓教室一張1m高的桌子上，已知每層樓的高度均為3m，求鐵球的重力勢能。

要求學生分組計算，讓各小組代表匯報自己的計算結果，并簡述計算的方法，學生得到的結果不一致，此時，教師引導學生分析由于參考面的選取不同，導致計算計算結果不同，為了保證計算結果的一致性，必須選擇參考平面。

活動6【活動】思考討論

引導學生認真分析重力勢能表達式Ep=mgh，提出問題：重力勢能到底是誰的？是物體的？還是地球的？

學生討論后回答。

師生總結：重力勢能是物體跟地球組成的系統所共有的，而不是物體單獨具有的。

結束語：關于人類與重力勢能的認識，是一個從恐懼到挑戰直再到合理改造的過程。人們對重力勢能的恐懼感是與生俱來的（雪崩、泥石流），但是隨著人們通過生產實踐中對重力勢能的認識的逐步深入，我們開始變得樂于挑戰這種能量（如攀巖運動），甚至在可以控制的范圍內享受重力勢能帶給我的種種樂趣（如過山車）.但是，科學的意義不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動地利用自然（如水力發電）。

活動7【活動】課堂小結

本節課我們獲得了哪些知識，學生總結，教師補充。

《重力勢能》教學設計2

我教學的題目是高一物理第七章第五節重力勢能。重力勢能概念的建立是形成機械能概念的基礎，也是今后形成更完整能量概念的保證。本節內容“重力勢能”的學習也將為今后“電勢能”的學習打下基礎。

本教材提供了較多情景及幾個問題來展開分析，

本課教學目標很明確：

⑴從重力勢能的定量描述、單位、量性及它的相對性中理解重力勢能的概念；

⑵理解重力勢能得變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關；

⑶了解彈性勢能。

能力目標：

⑴學會從功和能的關系推導出重力勢能的表達式；

⑵在小實驗設計研究中，初步會用控制變量法設計實驗；

⑶在討論分析中激發質疑探究意識，提高質疑能力。

情感目標：生活實驗中激發物理研究興趣。

本節課著重解決了兩個問題，即重力勢能及其對稱性；重力勢能的變化與重力做功的關系，關于重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加。這個關系由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學是要結合一些實例，解開學生的困惑。而難點是學生對重力勢能相對性的理解。教學中用與溫度的相對性類比的方法來突破這個難點。

學生對重力勢能在初中已初步形成定性概念，知道重力勢能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒學生對這些概念的記憶，為定量認識重力勢能打好鋪墊。學生在前一節課“動能”學習中已體驗定量研究的一些方法，這也為本課的研究學習打下了基礎。但估計學生對“Ep=mgh”會進行公式化處理，出現只認公式不認理的現象，故引導學生對“Ep=mgh”中的“h”正確認識顯得尤為重要。高一學生的研究探索、質疑提問能力很薄弱，通過本課在培養策略要取得一點突破。

依據教學大綱的要求和教材內容的特點、學生的特點，在本節教學中，讓學生自己設計和完成實驗，探索得到結論，充分體現“學生主體、教師主導”的教學模式。

以下為本課教學過程的設計：

1、情景引入

展出三峽水庫大壩的模擬照片，讓學生欣賞圖片的過程中，引導學生思考、發問，并啟發到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢能并引入課題，再提出問題“建成后的.三峽水庫可蘊含多少水的重力勢能？” 激發學生對重力勢能學習的迫切欲望。

通過圖片情景，培養學生提問能力，并從三峽大壩的氣勢中激發學生的民族自豪感；與學生交流中回憶初中所學重力勢能概念。

2、實驗探究

在初中知識掌握的基礎之上，讓學生用身邊的小物件設計實驗驗證重力勢能與哪些量有關（書落手上、筆穿紙巾），研究探索后，再讓學生自己總結得出結論，體現重力勢能是由物體質量和相對位置決定的能量。并讓學生猜想Ep與m、h的定量關系。

3、建立概念

重力勢能的大小是否與重力做功有關系？給學生三個簡單的運動過程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運動至同一末平面，讓學生運算三種情況下重力的功《重力勢能》教學設計 ，類比于從動能定理《重力勢能》教學設計 ，得到動能的定量表達式，也從中得到重力勢能的定量關系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢能變化量的關系：《重力勢能》教學設計 ，從自由下落過程中的重力做功與重力勢能具體變化間的關系，幫助學生理解“-”和“=” 的含義。提供情景，物體越高，重力勢能越大嗎？展開對=g中“h”的大討論，總結重力勢能是對于某個參考面來說的。再討論中“h”含義。從中在學生互促學習中對重力勢能的相對性有真正地理解。

4、提出問題

《重力勢能》教學設計 ，E p=mgh中，“△h”與“h”的區別？引出重力勢能具有相對性。明確指出“△h”是絕對量，“h”是相對量，所以重力勢能是具有相對性的，要確定物體在某一狀態所具有的重力勢能，就必須首先選擇一零勢能面作參考。而后類比溫度來講明重力勢能是標量，但有正負，啟發學生思考其正負的含義。

5、彈性勢能

小結重力勢能概念形成過程，結合情景圖片，讓學生發現彈性勢能與重力勢能的共同點，都是由物體的相對位置決定的能量，并且都是客觀存在的能。

6、概括總結,作業布置

必做題：P/45：1、3、5

本課較多采用的是情景討論法，教師不是簡單的呈現問題讓學生解決，而是創設問題情景，讓學生從中發現問題、提出問題，并在強烈內驅作用下進入學生小組合作探究、討論過程，使研究性學習方式滲透到學科課堂教學中，一節課上盡可能有實驗可操作、有問題可討論、有平臺可交流。在該教法中，教師對學生討論過程的把握顯得尤為重要，對學生的問題、討論點的評價要及時，并能產生激勵效應。

《重力勢能》教學設計3

學習目標：

（一）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，知道重力勢能是物體和地球系統共有的。

（二）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

（三）情感、態度與價值觀

1．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。

2．培養學生遵守社會公德，防止高空墜物。

學習過程：

一、重力的功

試求下列三種情況下重力的功：

圖7．4-1：重力做功=

圖7．4-2：重力做功=

圖7．4-3：本圖中小球做曲線運動，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導出勻變速直線運動的公式的。重力做功=

這三個運動重力做功有什么關系，我們得到的結論：。

練習1：如圖表示一個斜拋物體的運動，當物體由拋出位置1運動到最高位置2時，重力做功是多少？由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的位置3時，重力做功是多少？由位置1運動到位置3呢？

二、重力勢能

重力勢能的定義 重力勢能是矢量？還是標量？重力勢能的單位： 重力做功與重力勢能之間的關系 。

思考與討論：閱讀課本說一說，并回答上面有關問題。

練習2．質量是100 g的球從1．8 m的高處落到水平板上，又彈回到1．25 m的高度，在整個過程中重力對球所做的功為多少？球的重力勢能變化了多少？（g取10 m/s2）

三、重力勢能的相對性和系統性

討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 。

重力勢能與高度有關，重力勢能也有 。在研究重力勢能是應該選擇 。參考平面的選擇是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據圖，m=0．5kg,．完成下列表格：

參考平面的選擇

小球在A處的重力勢能

小球在B處的重力勢能

整個下落過程中重力的功

整個下落過程中重力勢能的變化

桌面

地面

5．重力勢能是 具有的。

例題：例1在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點所在水平面為零勢能參考面．求：

（1）在第2 s末小球的重力勢能；

解析：在第2 s末小球所處的高度為：___________________________________

重力勢能為：_________________________________________________________

（2）在第3 s內重力所做的功，重力勢能的變化．

解析：前2s下降了，《重力勢能》學案設計

m , 前3s下降了 m，第3s內的位移 m

第3 s內重力做功為：________________________________________________

WG＞0，所以小球的重力勢能_______，且減少了_____J．

例2如圖5—26所示，質量為m物體靜止在地面上，物體上面連著一個直立的輕質彈簧，彈簧的勁度系數為k?，F用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度h，此時物體已經離開地面，求物體重力勢能的增加量。

解析物體離開地面后，彈簧的伸長量為：

可見，物體上升的高度為：

從而，物體重力勢能的增加量為：

《重力勢能》教學設計4

一、教學目標

1．理解的概念：

(1)知道什么是重力勢能，強調“勢”的含義。

(2)通過做功與能量關系，得到重力勢能公式ep＝mgh，知道在國際單位制中，勢能的單位是焦耳(j)；勢能是標量。

(3)了解重力勢能的相對性及勢能差的不變性。

2．掌握重力做功特點及重力做功與重力勢能變化的關系，應用其解決相關問題。

3．知道彈性勢能及其相關因素。

二、重點、難點分析

1．本節重點是重力勢能的表達，重力做功與重力勢能變化的關系。

2．對于勢能這種潛在做功能力的理解：一旦做了功，勢能就發揮出來而減少了。

3．要強調重力做功與重力勢能變化的相反量的關系，這在初學時很容易發生錯誤，所以應作為難點強調。

三、教具

投影儀及幻燈片(主要用于把課上要舉的例題和圖打出，節約時間和黑板空間)。

四、主要教學過程

(一)引入新課

我們已知道運動的物體具有動能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？

根據學生的回答引出新課內容。

(二)教學過程設計

1．重力勢能

利用剛才學生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由于物體處于一定高度而具有的能量。

從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關，到底是什么關系呢？

2．重力勢能公式

功是能量變化的量度，重力勢能的'變化也可用做功表示出來。例如，用一外力把一質量為m的物體勻速舉高h，由于是勻速上升，物體的動能不變，外力舉高物體做的功w＝mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重力做功亦為mgh，也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用ep表示勢能，則處于高度h處的物體的重力勢能為：

ep＝mgh

即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。

從勢能公式的指導可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦耳(j)，而且也是標量。它是由物體所處的位置狀態決定的，所以與動能一樣是狀態量。

《重力勢能》教學設計5

【教學目標】

（一）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，知道重力勢能是物體和地球系統共有的

（二）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

（三）情感、態度與價值觀

1．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．

2．培養學生遵守社會公德，防止高空墜物。

【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】啟發、引導、講練結合

【教學過程】

一、新課引入

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。

二、新課教學

物體重力勢能發生變化時，必然牽扯到重力做功，物體下降時，重力做正功，重力勢能減??；物體被舉高時，重力做負功，重力勢能增大。因此認識重力勢能，不能脫離對重力做功的研究。

1．重力的功

重力做功與什么因素有關呢？我們現在就通過下列三種例子來探究一下。

思考：你認為這三個哪個比較容易做呢？

圖7．4-1：重力做功=

圖7．4-2：重力做功=mgcosθ

圖7．4-3：本圖中小球做曲線運動，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導出勻變速直線運動的公式的。重力做功=

=

這三個運動重力做功有什么關系，我們得到的結論：重力做功只跟它的起點與終點的位置有關，而與運動路徑無關。 表達式

練習1：下圖表示一個斜拋物體的運動，當物體由拋出位置1運動到最高位置2時，重力做功是多少？由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的.位置3時，重力做功是多少？由位置1運動到位置3呢？

由1至2重力做功

由2至3重力做功

由1至3重力做功為零

物體所受的重力與它所處位置的高度的乘積

是一個具有特殊意義的物理量。它一方面與重力所做的功密切相關，另一方面它隨著高度的變化而變化恰與勢能的基本特征一致。因此，我們把物理量叫做重力勢能。

2．重力勢能

重力勢能的定義物體的重力勢能等于它所受的重力與所處的高度的乘積。

重力勢能是矢量？還是標量？與所有的能量一樣，是標量

重力勢能的單位： 焦耳 符號是 J

重力做功與重力勢能之間的關系

即物體由高處向低處運動重力做正功，重力勢能減少；由低處運送到高處重力做負功，重力勢能增加。

思考與討論：閱讀課本說一說，并回答上面有關問題。

如果重力做功與運動路徑有關，能量變化不能表示重力做的功

練習2．質量是100 g的球從1．8 m的高處落到水平板上，又彈回到1．25 m的高度，在整個過程中重力對球所做的功為多少？球的重力勢能變化了多少？（g取10 m/s2）

3．重力勢能的相對性和系統性

討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 相對性 。重力勢能與高度有關，重力勢能也有 相對性。

在研究重力勢能是應該選擇 參考平面 。在參考平面上，物體的重力勢能為零；在參考平面上方物體的重力勢能為正的，表示重力勢能比零勢能面的勢能大；在參考平面下方物體的重力勢能為負的，表示重力勢能比零勢能面的勢能小。

參考平面的選擇是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據圖，m=0．5kg,．完成下列表格：

參考平面的選擇

小球在A處的重力勢能

小球在B處的重力勢能

整個下落過程中重力的功

整個下落過程中重力勢能增量

桌面

地面

重力勢能是物體與地球組成的系統共同具有的。

例1在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點所在水平面為零勢能參考面。求：

（1）在第2 s末小球的重力勢能；

解析：在第2 s末小球所處的高度為：______________________________

重力勢能為：___________________________________________________

（2）在第3 s內重力所做的功，重力勢能的變化．

解析：前2s下降了 m , 前3s下降了 m，第3s內的位移 m

第3 s內重力做功為：_____________________________________

WG＞0，所以小球的重力勢能_______，且減少了_____J。

例2如圖5—26所示，質量為m物體靜止在地面上，物體上面連著一個直立的輕質彈簧，彈簧的勁度系數為k?，F用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度h，此時物體已經離開地面，求物體重力勢能的增加量。

解析：物體離開地面后，彈簧的伸長量為：_____________________________________

可見，物體上升的高度為：_____________________________________

從而，物體重力勢能的增加量為：_____________________________________

課堂小結：

1．重力做功的特點：

與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關

2．重力勢能：

3．重力做功與重力勢能變化的關系：

4．重力勢能是相對的 ，正負表示大小。

作業布置：

課本61頁問題與練習第1，2題。

板書設計：

7.4重力勢能

一、重力的功

三、重力勢能的相對性

只與起點和終點的高度差有關。

1.重力勢能與參考平面的選取有關，

與物體的路徑無關。 但重力勢能的變化量與參考平面的選取無關

2.勢能是系統所共有的

二、重力勢能

四、例題講解

《重力勢能》教學設計6

【學習目標】

(一)知識與技能

1.理解重力勢能的定義及定義式。

2.知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負號的含義。

3.理解重力做功與重力勢能的關系，知道重力做功與路徑無關。

4.培養探究歸納能力和邏輯思維的能力。

(二)過程與方法

1.在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結果分析法。

2.體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證問題的方法。

(三)情感、態度與價值觀

1.從對生活中有關物理現象的觀察，滲透在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，激發學生探索自然規律的興趣。

2.通過學生之間的討論交流與協作探究，培養團隊合作精神。

3.體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動的改造自然。

【學習起點】

1.高一學生認識事物的特點是開始從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經驗直接相聯系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。

2.學生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段重點是定量的學習重力勢能。

3.學生已學習了功的概念和計算方法，通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化。

二、教學重點、難點

1.本節課重點是重力勢能的概念及對重力勢能的`應用。

2.本節課難點是如何探究重力勢能的概念。

三、教學方法

探究法，實驗觀察法，控制變量法，演繹推理法，講授討論，分析歸納法。

四、教學教具

鐵球和橡膠球各一個，白紙若干張，CAI教學課件，視頻展示臺。

五、教學過程

(一)創設情境、激趣導入

投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創設問題情景，激發學生興趣。

這是一幅美國內華達州亞利桑那隕石坑圖片。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米/秒，爆炸力相當于20xx萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。可見，有些重力勢能在自然界中的能量是巨大的。

過渡語：既然自然界中有些重力勢能具有巨大的能量，那么我們人類可以將之加以利用。

這是一幅水力發電站圖片，是利用水的重力勢能來發電的。這些重力勢能正在造福人類。(請同學們自己舉些例子)

過渡語：當然，萬事萬物有利也有弊，如次巨大的重力勢能也可能會造成重大的災難。

這幅圖片說的是20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤。(請同學們自己舉些例子)

由以上資料可知，重力勢能與我們的生活有密切關系。我們只有認識自然，才能更主動的改造自然。今天這節課我們將深入地學習重力勢能知識及其應用。

(二)啟導互動、主體探究

通過前面對功和能關系的學習，我們知道了怎樣判斷一個物體具有能量，即：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量;而且對外做功越多，這個物體具有能量就越多。

《重力勢能》教學設計7

一、教學目標

理解重力勢能的概念及重力做功與重力勢能的關系；知道重力勢能的相對性和勢能是系統所共有的。

【過程與方法】

通過理論探究的過程，提升歸納總結的能力，體會用“理論推導”研究問題的方法。

【情感態度與價值觀】

經歷對生活中有關物理現象的觀察，感受物理與生活的緊密聯系，激發對自然規律的探索興趣。

二、教學重難點

【重點】

重力勢能的的概念及重力做功跟重力勢能改變的關系。

【難點】

重力勢能的相對性。

三、教學過程

環節一：導入新課

教師先創設一個情景：如果將石塊置于腳邊和高空，哪種情況會給人危險的感覺？思考造成這種感覺的原因，從而引出課題《重力勢能》。

環節二：新課講授

（三）重力勢能的相對性

提問：人從五樓窗臺上跳下來，為何平安無事？

生：向里跳到五樓的地板上

師：這個問題可以說明高度是有相對性的，這也就決定了重力勢能的相對性。

提問：如果計算放在桌子上的物體具有多大的重力勢能，只有一種結果嗎？

生：不是的，會有不同的結果。因為選擇不同的`水平面做參考平面，在這個參考平面上的物體的

重力勢能就為0。

師：研究不同的問題參考平面的選取也是不同的，不過我們常選地面為參考平面。在研究同一個問題時，參考平面選取的不同，不會影響問題的研究。因為研究物體的重力勢能，有價值的是勢能的差值，范文，而選擇不同的參考平面對這個差值沒有影響。

教師繼續深化：若參考平面選定，上方物體的高度為正值，重力勢能也是正值；下方物體的高度為負值，重力勢能也是負值。負值表示物體在這個位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要小。（可以類比溫度計講解）

（四）勢能是系統所共有的

教師講解：重力是地球與物體相互吸引而引起的，如果沒有地球對物體的吸引，就不會有重力做功，也就不存在重力勢能，所以重力勢能是這個系統的。平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種簡化的說法。

環節三：鞏固提升

結合本節課知識，小組討論高空拋物為何危害大？

環節四：小結作業

學生總結本節所學內容。并完成課后相關習題。

四、板書設計

略。

五、教學反思

略。

第三篇：《重力勢能》教學設計

《重力勢能》教學設計

《重力勢能》教學設計1

1教材分析

【教材分析】重力勢能是機械能守恒定律的基礎，根據普通高中物理課程標準的要求，本節課重點在于引導學生理解重力勢能，教材從學生已經熟悉的重力做功入手引入重力勢能這一概念，最終推導出重力做功與重力勢能變化的關系，由淺入深，層層推進，符合學生的認知規律。關于重力勢能的相對性和系統性學生往往不易理解，教學時需要結合一些實例，解開學生的困惑。

2教學目標

【教學目標】

（一）知識與技能

1.理解重力做功與重力勢能的關系，知道重力做功與路徑無關。

2.理解重力勢能的概念，能用重力勢能的表達式計算重力勢能。3.知道重力勢能具有相對性、重力勢能的變化具有絕對性,勢能是系統共有的。

4.理解重力做功是物體重力勢能變化的量度。

（二）過程與方法

1.在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結果分析法。

2.體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證問題的方法。

（三）情感態度與價值觀

1.從對生活中有關物理現象的觀察，使學生在探究過程中體驗成功解決問題的喜悅，激發學生探索自然規律的興趣。

2.通過學生之間的討論交流與協作探究，培養團隊合作精神。

3.體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動的改造自然。

3學情分析

【學情分析】學生在初中階段已對重力勢能有了定性的認識，高中階段要定量的學習重力勢能，本節課在學生已學習了功的相關知識的前提下，通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化，便于學生理解，在教學過程中，重點要考慮高中學生的思維開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經驗直接相聯系這一特點，因此，教學過程中需要通過實例探究引導學生獲取相關知識，獲得相應的技能。

4重點難點

【重點難點】

重點：理解重力勢能,知道重力做功與重力勢能變化的關系。

難點：重力勢能的相對性、重力勢能變化的絕對性。

5教學準備

【教學準備】多媒體課件、帶斜面的長木板、小鋼珠、玻璃珠、小木塊、導學案

6教學過程

6.1第一學時教學活動活動1【導入】情境導入

學生觀看雪崩視頻，感受大自然的力量，激發學生對大自然的敬畏之心。雪花象征著純潔和美麗，但是它也有狂野的一面，為什么這么漂亮的雪花有如此大的威力？

學生回答：雪從高處落下，重力勢能轉化為動能。

教師：本節課我們來學習重力勢能的相關知識。

板書課題：7.4重力勢能

活動2【講授】問題引入

通過本章第一節的學習，我們已知道了重力勢能的概念，請同學們回憶一下什么是重力勢能。

學生回答：物體由于被舉高而具有的.能量叫重力勢能。

教師：通過剛才的視頻可知雪崩是具有重力勢能，造成了巨大的破壞，而下雪時雪花落到我們身上，我們卻沒有任何感覺，為什么？

學生：重力勢能大小不一樣。

教師：影響重力勢能的因素有哪些？請同學們利用手邊的器材探究影響重力勢能的因素？

活動3【活動】學生探究

組織學生開展探究活動，并完成導學案第一部分。

學生匯報探究得出的結論（通過投影儀展示學生完成學案的情況）。

活動4【講授】重力做功

教師：通過前面的學習我們知道，重力勢能的大小與高度有關，而當物體的高度發生變化時，重力要做功，由此可以看出，認識重力勢能不能脫離對重力做功的研究，下面，我們一起來研究重力做功。

思考：將物體由地面被舉高時，重力做負功；物體下落時，重力做正功。

引導學生結合教材圖7.4-1、7.4-2、7.4-3推導幾種情況下重力做的功，并總結重力做功的特點。

如上圖，學生分析以上三幅圖中物體從A到B的過程中重力做的功。（提示：功的兩個必要因素）圖1是物體由A做自由落體運動到B，容易得出此過程中，重力做功為WG=mgh=mg(h1-h2)圖2是物體沿斜面由A滑到B，重力做功為：WG=mgl·cosθ=mgh=mg(h1-h2)；

圖3是物體沿曲面由A滑到C，可以把曲面看成很多段小斜面組成，利用圖B的結論可以得出，重力做功也為mgh.

引導學生從以上三個過程的推導中分析得到重力做功的特點并完成學案第二部分：重力做功只跟物體起點和終點的位置有關，跟物體運動路徑無關。

思維拓展：重力做功與路徑無關，其他力(比如摩擦力)做功是否與路徑有關？回答是肯定的?？梢?，重力做功的特點不能亂用，要視具體力而定。

活動5【講授】重力勢能

教師：通過以上分析可以看出，物體所受的重力mg與它所處的位置的高度的乘積“mgh”具有特殊意義一方面與重力做功有關（相互作用），又隨高度的變化而變化（憑借其相對位置），與勢能的基本特征一致.物理學中，把物理量“mgh”叫做物體的重力勢能，用Ep表示。學生自主閱讀教材重力勢能部分，完成學案第三部分。

學生思考討論：同學們知道珠穆朗瑪峰的海拔高度是8848米，而珠穆朗瑪峰從山腳到山頂高度大約是4000米，這兩個表示高度的區別在哪里？

學生回答：參考平面不一樣，海拔高度是相對于海平面來說的，從山腳到山頂高度是相對于山腳所在平面來說的。

由以上分析可以看出，物體的高度總是相對于某一水平面來說的，實際上是把這個水平面的高度取0。因此，物體的重力勢能也總是相對于某一水平面來說的，這個水平面叫參考平面，在參考平面上，物體的重力勢能取做0。

下面請同學們根據自己的理解完成問題：將一個質量為5kg的鐵球放在3樓教室一張1m高的桌子上，已知每層樓的高度均為3m，求鐵球的重力勢能。

要求學生分組計算，讓各小組代表匯報自己的計算結果，并簡述計算的方法，學生得到的結果不一致，此時，教師引導學生分析由于參考面的選取不同，導致計算計算結果不同，為了保證計算結果的一致性，必須選擇參考平面。

活動6【活動】思考討論

引導學生認真分析重力勢能表達式Ep=mgh，提出問題：重力勢能到底是誰的？是物體的？還是地球的？

學生討論后回答。

師生總結：重力勢能是物體跟地球組成的系統所共有的，而不是物體單獨具有的。

結束語：關于人類與重力勢能的認識，是一個從恐懼到挑戰直再到合理改造的過程。人們對重力勢能的恐懼感是與生俱來的（雪崩、泥石流），但是隨著人們通過生產實踐中對重力勢能的認識的逐步深入，我們開始變得樂于挑戰這種能量（如攀巖運動），甚至在可以控制的范圍內享受重力勢能帶給我的種種樂趣（如過山車）.但是，科學的意義不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動地利用自然（如水力發電）。

活動7【活動】課堂小結

本節課我們獲得了哪些知識，學生總結，教師補充。

《重力勢能》教學設計2

【教學目標】

（一）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，知道重力勢能是物體和地球系統共有的

（二）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

（三）情感、態度與價值觀

1．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．

2．培養學生遵守社會公德，防止高空墜物。

【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】啟發、引導、講練結合

【教學過程】

一、新課引入

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。

二、新課教學

物體重力勢能發生變化時，必然牽扯到重力做功，物體下降時，重力做正功，重力勢能減?。晃矬w被舉高時，重力做負功，重力勢能增大。因此認識重力勢能，不能脫離對重力做功的研究。

1．重力的功

重力做功與什么因素有關呢？我們現在就通過下列三種例子來探究一下。

思考：你認為這三個哪個比較容易做呢？

圖7．4-1：重力做功=

圖7．4-2：重力做功=mgcosθ

圖7．4-3：本圖中小球做曲線運動，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導出勻變速直線運動的公式的。重力做功=

=

這三個運動重力做功有什么關系，我們得到的結論：重力做功只跟它的起點與終點的位置有關，而與運動路徑無關。 表達式

練習1：下圖表示一個斜拋物體的運動，當物體由拋出位置1運動到最高位置2時，重力做功是多少？由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的位置3時，重力做功是多少？由位置1運動到位置3呢？

由1至2重力做功

由2至3重力做功

由1至3重力做功為零

物體所受的重力與它所處位置的.高度的乘積

是一個具有特殊意義的物理量。它一方面與重力所做的功密切相關，另一方面它隨著高度的變化而變化恰與勢能的基本特征一致。因此，我們把物理量叫做重力勢能。

2．重力勢能

重力勢能的定義物體的重力勢能等于它所受的重力與所處的高度的乘積。

重力勢能是矢量？還是標量？與所有的能量一樣，是標量

重力勢能的單位： 焦耳 符號是 J

重力做功與重力勢能之間的關系

即物體由高處向低處運動重力做正功，重力勢能減少；由低處運送到高處重力做負功，重力勢能增加。

思考與討論：閱讀課本說一說，并回答上面有關問題。

如果重力做功與運動路徑有關，能量變化不能表示重力做的功

練習2．質量是100 g的球從1．8 m的高處落到水平板上，又彈回到1．25 m的高度，在整個過程中重力對球所做的功為多少？球的重力勢能變化了多少？（g取10 m/s2）

3．重力勢能的相對性和系統性

討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 相對性 。重力勢能與高度有關，重力勢能也有 相對性。

在研究重力勢能是應該選擇 參考平面 。在參考平面上，物體的重力勢能為零；在參考平面上方物體的重力勢能為正的，表示重力勢能比零勢能面的勢能大；在參考平面下方物體的重力勢能為負的，表示重力勢能比零勢能面的勢能小。

參考平面的選擇是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據圖，m=0．5kg,．完成下列表格：

參考平面的選擇

小球在A處的重力勢能

小球在B處的重力勢能

整個下落過程中重力的功

整個下落過程中重力勢能增量

桌面

地面

重力勢能是物體與地球組成的系統共同具有的。

例1在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點所在水平面為零勢能參考面。求：

（1）在第2 s末小球的重力勢能；

解析：在第2 s末小球所處的高度為：______________________________

重力勢能為：___________________________________________________

（2）在第3 s內重力所做的功，重力勢能的變化．

解析：前2s下降了 m , 前3s下降了 m，第3s內的位移 m

第3 s內重力做功為：_____________________________________

WG＞0，所以小球的重力勢能_______，且減少了_____J。

例2如圖5—26所示，質量為m物體靜止在地面上，物體上面連著一個直立的輕質彈簧，彈簧的勁度系數為k?，F用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度h，此時物體已經離開地面，求物體重力勢能的增加量。

解析：物體離開地面后，彈簧的伸長量為：_____________________________________

可見，物體上升的高度為：_____________________________________

從而，物體重力勢能的增加量為：_____________________________________

課堂小結：

1．重力做功的特點：

與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關

2．重力勢能：

3．重力做功與重力勢能變化的關系：

4．重力勢能是相對的 ，正負表示大小。

作業布置：

課本61頁問題與練習第1，2題。

板書設計：

7.4重力勢能

一、重力的功

三、重力勢能的相對性

只與起點和終點的高度差有關。

1.重力勢能與參考平面的選取有關，

與物體的路徑無關。 但重力勢能的變化量與參考平面的選取無關

2.勢能是系統所共有的

二、重力勢能

四、例題講解

《重力勢能》教學設計3

【學習目標】

(一)知識與技能

1.理解重力勢能的定義及定義式。

2.知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負號的含義。

3.理解重力做功與重力勢能的關系，知道重力做功與路徑無關。

4.培養探究歸納能力和邏輯思維的能力。

(二)過程與方法

1.在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結果分析法。

2.體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證問題的方法。

(三)情感、態度與價值觀

1.從對生活中有關物理現象的觀察，滲透在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，激發學生探索自然規律的興趣。

2.通過學生之間的討論交流與協作探究，培養團隊合作精神。

3.體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動的改造自然。

【學習起點】

1.高一學生認識事物的特點是開始從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經驗直接相聯系，仍需具體形象的.圖片畫面來支持。

2.學生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段重點是定量的學習重力勢能。

3.學生已學習了功的概念和計算方法，通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化。

二、教學重點、難點

1.本節課重點是重力勢能的概念及對重力勢能的應用。

2.本節課難點是如何探究重力勢能的概念。

三、教學方法

探究法，實驗觀察法，控制變量法，演繹推理法，講授討論，分析歸納法。

四、教學教具

鐵球和橡膠球各一個，白紙若干張，CAI教學課件，視頻展示臺。

五、教學過程

(一)創設情境、激趣導入

投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創設問題情景，激發學生興趣。

這是一幅美國內華達州亞利桑那隕石坑圖片。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米/秒，爆炸力相當于20xx萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。可見，有些重力勢能在自然界中的能量是巨大的。

過渡語：既然自然界中有些重力勢能具有巨大的能量，那么我們人類可以將之加以利用。

這是一幅水力發電站圖片，是利用水的重力勢能來發電的。這些重力勢能正在造福人類。(請同學們自己舉些例子)

過渡語：當然，萬事萬物有利也有弊，如次巨大的重力勢能也可能會造成重大的災難。

這幅圖片說的是20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤。(請同學們自己舉些例子)

由以上資料可知，重力勢能與我們的生活有密切關系。我們只有認識自然，才能更主動的改造自然。今天這節課我們將深入地學習重力勢能知識及其應用。

(二)啟導互動、主體探究

通過前面對功和能關系的學習，我們知道了怎樣判斷一個物體具有能量，即：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量;而且對外做功越多，這個物體具有能量就越多。

《重力勢能》教學設計4

學習目標：

（一）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，知道重力勢能是物體和地球系統共有的。

（二）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

（三）情感、態度與價值觀

1．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。

2．培養學生遵守社會公德，防止高空墜物。

學習過程：

一、重力的功

試求下列三種情況下重力的功：

圖7．4-1：重力做功=

圖7．4-2：重力做功=

圖7．4-3：本圖中小球做曲線運動，怎樣來求解呢？想一想我們是怎樣推導出勻變速直線運動的公式的。重力做功=

這三個運動重力做功有什么關系，我們得到的結論：。

練習1：如圖表示一個斜拋物體的運動，當物體由拋出位置1運動到最高位置2時，重力做功是多少？由位置2運動到跟位置1在同一水平面上的位置3時，重力做功是多少？由位置1運動到位置3呢？

二、重力勢能

重力勢能的定義 重力勢能是矢量？還是標量？重力勢能的單位： 重力做功與重力勢能之間的關系 。

思考與討論：閱讀課本說一說，并回答上面有關問題。

練習2．質量是100 g的球從1．8 m的`高處落到水平板上，又彈回到1．25 m的高度，在整個過程中重力對球所做的功為多少？球的重力勢能變化了多少？（g取10 m/s2）

三、重力勢能的相對性和系統性

討論歌詞：“山上有棵小樹，山下有棵大樹，我不知道，不知道哪棵更高”這是說高度具有 。

重力勢能與高度有關，重力勢能也有 。在研究重力勢能是應該選擇 。參考平面的選擇是任意的，選不同的參考平面重力勢能是否相等？重力勢能的差值是否相同？例如根據圖，m=0．5kg,．完成下列表格：

參考平面的選擇

小球在A處的重力勢能

小球在B處的重力勢能

整個下落過程中重力的功

整個下落過程中重力勢能的變化

桌面

地面

5．重力勢能是 具有的。

例題：例1在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s2，取最高點所在水平面為零勢能參考面．求：

（1）在第2 s末小球的重力勢能；

解析：在第2 s末小球所處的高度為：___________________________________

重力勢能為：_________________________________________________________

（2）在第3 s內重力所做的功，重力勢能的變化．

解析：前2s下降了，《重力勢能》學案設計

m , 前3s下降了 m，第3s內的位移 m

第3 s內重力做功為：________________________________________________

WG＞0，所以小球的重力勢能_______，且減少了_____J．

例2如圖5—26所示，質量為m物體靜止在地面上，物體上面連著一個直立的輕質彈簧，彈簧的勁度系數為k?，F用手拉住彈簧上端，使彈簧上端緩慢提升高度h，此時物體已經離開地面，求物體重力勢能的增加量。

解析物體離開地面后，彈簧的伸長量為：

可見，物體上升的高度為：

從而，物體重力勢能的增加量為：

《重力勢能》教學設計5

一、教學目標

理解重力勢能的概念及重力做功與重力勢能的關系；知道重力勢能的相對性和勢能是系統所共有的。

【過程與方法】

通過理論探究的過程，提升歸納總結的能力，體會用“理論推導”研究問題的方法。

【情感態度與價值觀】

經歷對生活中有關物理現象的觀察，感受物理與生活的緊密聯系，激發對自然規律的探索興趣。

二、教學重難點

【重點】

重力勢能的的概念及重力做功跟重力勢能改變的關系。

【難點】

重力勢能的相對性。

三、教學過程

環節一：導入新課

教師先創設一個情景：如果將石塊置于腳邊和高空，哪種情況會給人危險的.感覺？思考造成這種感覺的原因，從而引出課題《重力勢能》。

環節二：新課講授

（三）重力勢能的相對性

提問：人從五樓窗臺上跳下來，為何平安無事？

生：向里跳到五樓的地板上

師：這個問題可以說明高度是有相對性的，這也就決定了重力勢能的相對性。

提問：如果計算放在桌子上的物體具有多大的重力勢能，只有一種結果嗎？

生：不是的，會有不同的結果。因為選擇不同的水平面做參考平面，在這個參考平面上的物體的

重力勢能就為0。

師：研究不同的問題參考平面的選取也是不同的，不過我們常選地面為參考平面。在研究同一個問題時，參考平面選取的不同，不會影響問題的研究。因為研究物體的重力勢能，有價值的是勢能的差值，范文，而選擇不同的參考平面對這個差值沒有影響。

教師繼續深化：若參考平面選定，上方物體的高度為正值，重力勢能也是正值；下方物體的高度為負值，重力勢能也是負值。負值表示物體在這個位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要小。（可以類比溫度計講解）

（四）勢能是系統所共有的

教師講解：重力是地球與物體相互吸引而引起的，如果沒有地球對物體的吸引，就不會有重力做功，也就不存在重力勢能，所以重力勢能是這個系統的。平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種簡化的說法。

環節三：鞏固提升

結合本節課知識，小組討論高空拋物為何危害大？

環節四：小結作業

學生總結本節所學內容。并完成課后相關習題。

四、板書設計

略。

五、教學反思

略。

《重力勢能》教學設計6

一、教學目標

1．理解的概念：

(1)知道什么是重力勢能，強調“勢”的含義。

(2)通過做功與能量關系，得到重力勢能公式ep＝mgh，知道在國際單位制中，勢能的單位是焦耳(j)；勢能是標量。

(3)了解重力勢能的相對性及勢能差的不變性。

2．掌握重力做功特點及重力做功與重力勢能變化的關系，應用其解決相關問題。

3．知道彈性勢能及其相關因素。

二、重點、難點分析

1．本節重點是重力勢能的表達，重力做功與重力勢能變化的關系。

2．對于勢能這種潛在做功能力的理解：一旦做了功，勢能就發揮出來而減少了。

3．要強調重力做功與重力勢能變化的相反量的.關系，這在初學時很容易發生錯誤，所以應作為難點強調。

三、教具

投影儀及幻燈片(主要用于把課上要舉的例題和圖打出，節約時間和黑板空間)。

四、主要教學過程

(一)引入新課

我們已知道運動的物體具有動能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？

根據學生的回答引出新課內容。

(二)教學過程設計

1．重力勢能

利用剛才學生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由于物體處于一定高度而具有的能量。

從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關，到底是什么關系呢？

2．重力勢能公式

功是能量變化的量度，重力勢能的變化也可用做功表示出來。例如，用一外力把一質量為m的物體勻速舉高h，由于是勻速上升，物體的動能不變，外力舉高物體做的功w＝mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重力做功亦為mgh，也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用ep表示勢能，則處于高度h處的物體的重力勢能為：

ep＝mgh

即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。

從勢能公式的指導可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦耳(j)，而且也是標量。它是由物體所處的位置狀態決定的，所以與動能一樣是狀態量。

《重力勢能》教學設計7

我教學的題目是高一物理第七章第五節重力勢能。重力勢能概念的建立是形成機械能概念的基礎，也是今后形成更完整能量概念的保證。本節內容“重力勢能”的學習也將為今后“電勢能”的學習打下基礎。

本教材提供了較多情景及幾個問題來展開分析，

本課教學目標很明確：

⑴從重力勢能的定量描述、單位、量性及它的相對性中理解重力勢能的概念；

⑵理解重力勢能得變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關；

⑶了解彈性勢能。

能力目標：

⑴學會從功和能的關系推導出重力勢能的表達式；

⑵在小實驗設計研究中，初步會用控制變量法設計實驗；

⑶在討論分析中激發質疑探究意識，提高質疑能力。

情感目標：生活實驗中激發物理研究興趣。

本節課著重解決了兩個問題，即重力勢能及其對稱性；重力勢能的變化與重力做功的關系，關于重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加。這個關系由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學是要結合一些實例，解開學生的困惑。而難點是學生對重力勢能相對性的理解。教學中用與溫度的相對性類比的方法來突破這個難點。

學生對重力勢能在初中已初步形成定性概念，知道重力勢能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒學生對這些概念的記憶，為定量認識重力勢能打好鋪墊。學生在前一節課“動能”學習中已體驗定量研究的一些方法，這也為本課的研究學習打下了基礎。但估計學生對“Ep=mgh”會進行公式化處理，出現只認公式不認理的現象，故引導學生對“Ep=mgh”中的“h”正確認識顯得尤為重要。高一學生的研究探索、質疑提問能力很薄弱，通過本課在培養策略要取得一點突破。

依據教學大綱的要求和教材內容的特點、學生的特點，在本節教學中，讓學生自己設計和完成實驗，探索得到結論，充分體現“學生主體、教師主導”的教學模式。

以下為本課教學過程的'設計：

1、情景引入

展出三峽水庫大壩的模擬照片，讓學生欣賞圖片的過程中，引導學生思考、發問，并啟發到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢能并引入課題，再提出問題“建成后的三峽水庫可蘊含多少水的重力勢能？” 激發學生對重力勢能學習的迫切欲望。

通過圖片情景，培養學生提問能力，并從三峽大壩的氣勢中激發學生的民族自豪感；與學生交流中回憶初中所學重力勢能概念。

2、實驗探究

在初中知識掌握的基礎之上，讓學生用身邊的小物件設計實驗驗證重力勢能與哪些量有關（書落手上、筆穿紙巾），研究探索后，再讓學生自己總結得出結論，體現重力勢能是由物體質量和相對位置決定的能量。并讓學生猜想Ep與m、h的定量關系。

3、建立概念

重力勢能的大小是否與重力做功有關系？給學生三個簡單的運動過程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運動至同一末平面，讓學生運算三種情況下重力的功《重力勢能》教學設計 ，類比于從動能定理《重力勢能》教學設計 ，得到動能的定量表達式，也從中得到重力勢能的定量關系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢能變化量的關系：《重力勢能》教學設計 ，從自由下落過程中的重力做功與重力勢能具體變化間的關系，幫助學生理解“-”和“=” 的含義。提供情景，物體越高，重力勢能越大嗎？展開對=g中“h”的大討論，總結重力勢能是對于某個參考面來說的。再討論中“h”含義。從中在學生互促學習中對重力勢能的相對性有真正地理解。

4、提出問題

《重力勢能》教學設計 ，E p=mgh中，“△h”與“h”的區別？引出重力勢能具有相對性。明確指出“△h”是絕對量，“h”是相對量，所以重力勢能是具有相對性的，要確定物體在某一狀態所具有的重力勢能，就必須首先選擇一零勢能面作參考。而后類比溫度來講明重力勢能是標量，但有正負，啟發學生思考其正負的含義。

5、彈性勢能

小結重力勢能概念形成過程，結合情景圖片，讓學生發現彈性勢能與重力勢能的共同點，都是由物體的相對位置決定的能量，并且都是客觀存在的能。

6、概括總結,作業布置

必做題：P/45：1、3、5

本課較多采用的是情景討論法，教師不是簡單的呈現問題讓學生解決，而是創設問題情景，讓學生從中發現問題、提出問題，并在強烈內驅作用下進入學生小組合作探究、討論過程，使研究性學習方式滲透到學科課堂教學中，一節課上盡可能有實驗可操作、有問題可討論、有平臺可交流。在該教法中，教師對學生討論過程的把握顯得尤為重要，對學生的問題、討論點的評價要及時，并能產生激勵效應。

第四篇：《重力勢能》教學設計

我教學的題目是高一物理第七章第五節重力勢能。重力勢能概念的建立是形成機械能概念的基礎，也是今后形成更完整能量概念的保證。本節內容“重力勢能”的學習也將為今后“電勢能”的學習打下基礎。

本教材提供了較多情景及幾個問題來展開分析，本課教學目標很明確：

⑴從重力勢能的定量描述、單位、量性及它的相對性中理解重力勢能的概念；

⑵理解重力勢能得變化和重力做功的關系，知道重力做功與路徑無關；

⑶了解彈性勢能。

能力目標：

⑴學會從功和能的關系推導出重力勢能的表達式；

⑵在小實驗設計研究中，初步會用控制變量法設計實驗；

⑶在討論分析中激發質疑探究意識，提高質疑能力。

情感目標：生活實驗中激發物理研究興趣。

本節課著重解決了兩個問題，即重力勢能及其對稱性；重力勢能的變化與重力做功的關系，關于重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加。這個關系由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學是要結合一些實例，解開學生的困惑。而難點是學生對重力勢能相對性的理解。教學中用與溫度的相對性類比的方法來突破這個難點。

學生對重力勢能在初中已初步形成定性概念，知道重力勢能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒學生對這些概念的記憶，為定量認識重力勢能打好鋪墊。學生在前一節課“動能”學習中已體驗定量研究的一些方法，這也為本課的研究學習打下了基礎。但估計學生對“Ep=mgh”會進行公式化處理，出現只認公式不認理的現象，故引導學生對“Ep=mgh”中的“h”正確認識顯得尤為重要。高一學生的研究探索、質疑提問能力很薄弱，通過本課在培養策略要取得一點突破。

依據教學大綱的要求和教材內容的特點、學生的特點，在本節教學中，讓學生自己設計和完成實驗，探索得到結論，充分體現“學生主體、教師主導”的教學模式。

以下為本課教學過程的設計：

1、情景引入

展出三峽水庫大壩的模擬照片，讓學生欣賞圖片的過程中，引導學生思考、發問，并啟發到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢能并引入課題，再提出問題“建成后的三峽水庫可蘊含多少水的重力勢能？” 激發學生對重力勢能學習的迫切欲望。

通過圖片情景，培養學生提問能力，并從三峽大壩的氣勢中激發學生的民族自豪感；與學生交流中回憶初中所學重力勢能概念。

2、實驗探究

在初中知識掌握的基礎之上，讓學生用身邊的小物件設計實驗驗證重力勢能與哪些量有關（書落手上、筆穿紙巾），研究探索后，再讓學生自己總結得出結論，體現重力勢能是由物體質量和相對位置決定的能量。并讓學生猜想Ep與m、h的定量關系。

3、建立概念

重力勢能的大小是否與重力做功有關系？給學生三個簡單的運動過程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運動至同一末平面，讓學生運算三種情況下重力的功《重力勢能》教學設計，類比于從動能定理《重力勢能》教學設計，得到動能的定量表達式，也從中得到重力勢能的定量關系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢能變化量的關系：《重力勢能》教學設計，從自由下落過程中的重力做功與重力勢能具體變化間的關系，幫助學生理解“-”和“=” 的含義。提供情景，物體越高，重力勢能越大嗎？展開對=g中“h”的'大討論，總結重力勢能是對于某個參考面來說的。再討論中“h”含義。從中在學生互促學習中對重力勢能的相對性有真正地理解。

4、提出問題

《重力勢能》教學設計，E p=mgh中，“△h”與“h”的區別？引出重力勢能具有相對性。明確指出“△h”是絕對量，“h”是相對量，所以重力勢能是具有相對性的，要確定物體在某一狀態所具有的重力勢能，就必須首先選擇一零勢能面作參考。而后類比溫度來講明重力勢能是標量，但有正負，啟發學生思考其正負的含義。

5、彈性勢能

小結重力勢能概念形成過程，結合情景圖片，讓學生發現彈性勢能與重力勢能的共同點，都是由物體的相對位置決定的能量，并且都是客觀存在的能。

6、概括總結,作業布置

必做題：P/45：1、3、5

本課較多采用的是情景討論法，教師不是簡單的呈現問題讓學生解決，而是創設問題情景，讓學生從中發現問題、提出問題，并在強烈內驅作用下進入學生小組合作探究、討論過程，使研究性學習方式滲透到學科課堂教學中，一節課上盡可能有實驗可操作、有問題可討論、有平臺可交流。在該教法中，教師對學生討論過程的把握顯得尤為重要，對學生的問題、討論點的評價要及時，并能產生激勵效應。

【《重力勢能》教學設計】相關文章：

1.《重力勢能》教學設計模板

2.高中物理《重力勢能》教案

3.重力勢能說課課件

4.重力勢能的改變物理說課稿

5.高一物理重力勢能課件

6.教學設計《傾聽心靈》教學設計

7.精選《觀潮》教學設計 教案教學設計

8.《口技》教學設計

9.《野望》教學設計

第五篇：重力勢能教學設計（通用）

重力勢能教學設計（通用6篇）

作為一位杰出的老師，通常需要用到教學設計來輔助教學，教學設計一般包括教學目標、教學重難點、教學方法、教學步驟與時間分配等環節。那么教學設計應該怎么寫才合適呢？下面是小編為大家整理的重力勢能教學設計（通用6篇），供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

一、學習目標

(一)知識與技能

1.理解重力勢能的定義及定義式。

2.知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負號的含義。

3.理解重力做功與重力勢能的關系，知道重力做功與路徑無關。

4.培養探究歸納能力和邏輯思維的能力。

(二)過程與方法

1.在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結果分析法。

2.體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證問題的方法。

(三)情感、態度與價值觀

1.從對生活中有關物理現象的觀察，滲透在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，激發學生探索自然規律的興趣。

2.通過學生之間的討論交流與協作探究，培養團隊合作精神。

3.體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動的改造自然。

二、學習起點

1.高一學生認識事物的特點是開始從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經驗直接相聯系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。

2.學生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段重點是定量的學習重力勢能。

3.學生已學習了功的概念和計算方法，通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化。

三、教學重點、難點

1.本節課重點是重力勢能的概念及對重力勢能的應用。

2.本節課難點是如何探究重力勢能的概念。

四、教學方法

探究法，實驗觀察法，控制變量法，演繹推理法，講授討論，分析歸納法。

五、教學教具

鐵球和橡膠球各一個，白紙若干張，CAI教學課件，視頻展示臺。

六、教學過程

(一)創設情境、激趣導入

投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創設問題情景，激發學生興趣。

這是一幅美國內華達州亞利桑那隕石坑圖片。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米/秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾?？梢姡行┲亓菽茉谧匀唤缰械哪芰渴蔷薮蟮?。

過渡語：既然自然界中有些重力勢能具有巨大的能量，那么我們人類可以將之加以利用。

這是一幅水力發電站圖片，是利用水的重力勢能來發電的。這些重力勢能正在造福人類。(請同學們自己舉些例子)

過渡語：當然，萬事萬物有利也有弊，如次巨大的重力勢能也可能會造成重大的災難。

這幅圖片說的是20xx年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤。(請同學們自己舉些例子)

由以上資料可知，重力勢能與我們的生活有密切關系。我們只有認識自然，才能更主動的改造自然。今天這節課我們將深入地學習重力勢能知識及其應用。

(二)啟導互動、主體探究

通過前面對功和能關系的學習，我們知道了怎樣判斷一個物體具有能量，即：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量;而且對外做功越多，這個物體具有能量就越多。

能力目標：

⑴學會從功和能的關系推導出重力勢能的表達式；

⑵在小實驗設計研究中，初步會用控制變量法設計實驗；

⑶在討論分析中激發質疑探究意識，提高質疑能力。

情感目標：

生活實驗中激發物理研究興趣。

本節課著重解決了兩個問題，即重力勢能及其對稱性；重力勢能的變化與重力做功的關系，關于重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加。這個關系由于與動能定理的表述不一致，學生往往不易理解，教學是要結合一些實例，解開學生的困惑。而難點是學生對重力勢能相對性的理解。教學中用與溫度的相對性類比的方法來突破這個難點。

學生對重力勢能在初中已初步形成定性概念，知道重力勢能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒學生對這些概念的記憶，為定量認識重力勢能打好鋪墊。學生在前一節課“動能”學習中已體驗定量研究的一些方法，這也為本課的研究學習打下了基礎。但估計學生對“Ep=mgh”會進行公式化處理，出現只認公式不認理的現象，故引導學生對“Ep=mgh”中的“h”正確認識顯得尤為重要。高一學生的研究探索、質疑提問能力很薄弱，通過本課在培養策略要取得一點突破。

依據教學大綱的要求和教材內容的特點、學生的特點，在本節教學中，讓學生自己設計和完成實驗，探索得到結論，充分體現“學生主體、教師主導”的教學模式。

以下為本課教學過程的設計：

1、情景引入

展出三峽水庫大壩的模擬照片，讓學生欣賞圖片的過程中，引導學生思考、發問，并啟發到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢能并引入課題，再提出問題“建成后的三峽水庫可蘊含多少水的重力勢能？”激發學生對重力勢能學習的迫切欲望。

通過圖片情景，培養學生提問能力，并從三峽大壩的氣勢中激發學生的民族自豪感；與學生交流中回憶初中所學重力勢能概念。

2、實驗探究

在初中知識掌握的基礎之上，讓學生用身邊的小物件設計實驗驗證重力勢能與哪些量有關（書落手上、筆穿紙巾），研究探索后，再讓學生自己總結得出結論，體現重力勢能是由物體質量和相對位置決定的能量。并讓學生猜想Ep與m、h的定量關系。

3、建立概念

重力勢能的大小是否與重力做功有關系？給學生三個簡單的運動過程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運動至同一末平面，讓學生運算三種情況下重力的功《重力勢能》教學設計，類比于從動能定理《重力勢能》教學設計，得到動能的定量表達式，也從中得到重力勢能的定量關系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢能變化量的關系：《重力勢能》教學設計，從自由下落過程中的重力做功與重力勢能具體變化間的關系，幫助學生理解“-”和“=”的含義。提供情景，物體越高，重力勢能越大嗎？展開對=g中“h”的大討論，總結重力勢能是對于某個參考面來說的。再討論中“h”含義。從中在學生互促學習中對重力勢能的相對性有真正地理解。

4、提出問題

《重力勢能》教學設計，Ep=mgh中，“△h”與“h”的區別？引出重力勢能具有相對性。明確指出“△h”是絕對量，“h”是相對量，所以重力勢能是具有相對性的，要確定物體在某一狀態所具有的重力勢能，就必須首先選擇一零勢能面作參考。而后類比溫度來講明重力勢能是標量，但有正負，啟發學生思考其正負的含義。

5、彈性勢能

小結重力勢能概念形成過程，結合情景圖片，讓學生發現彈性勢能與重力勢能的共同點，都是由物體的相對位置決定的能量，并且都是客觀存在的能。

6、概括總結,作業布置

必做題：P/45：1、3、5

本課較多采用的是情景討論法，教師不是簡單的呈現問題讓學生解決，而是創設問題情景，讓學生從中發現問題、提出問題，并在強烈內驅作用下進入學生小組合作探究、討論過程，使研究性學習方式滲透到學科課堂教學中，一節課上盡可能有實驗可操作、有問題可討論、有平臺可交流。在該教法中，教師對學生討論過程的把握顯得尤為重要，對學生的問題、討論點的評價要及時，并能產生激勵效應。

一、教學目標

1、理解的概念：

(1)知道什么是重力勢能，強調“勢”的含義。

(2)通過做功與能量關系，得到重力勢能公式ep＝mgh，知道在國際單位制中，勢能的單位是焦耳(j)；勢能是標量。

(3)了解重力勢能的相對性及勢能差的不變性。

2、掌握重力做功特點及重力做功與重力勢能變化的關系，應用其解決相關問題。

3、知道彈性勢能及其相關因素。

二、重點、難點分析

1、本節重點是重力勢能的表達，重力做功與重力勢能變化的關系。

2、對于勢能這種潛在做功能力的理解：一旦做了功，勢能就發揮出來而減少了。

3、要強調重力做功與重力勢能變化的相反量的關系，這在初學時很容易發生錯誤，所以應作為難點強調。

三、教具

投影儀及幻燈片(主要用于把課上要舉的例題和圖打出，節約時間和黑板空間)。

四、主要教學過程

(一)引入新課

我們已知道運動的物體具有動能，那么靜止的物體是否有能量？我們又是如何知道它是否具有能量的呢？

根據學生的回答引出新課內容。

(二)教學過程設計

1、重力勢能

利用剛才學生舉的例子說明，被舉高的重物一旦下落就可以做功，表明處于一定高度的重物“儲存”著一種能量，這就是重力勢能，即：重力勢能是由于物體處于一定高度而具有的能量。

從重力勢能的含義可以看出，它與物體的重力和高度有關，到底是什么關系呢？

2、重力勢能公式

功是能量變化的量度，重力勢能的變化也可用做功表示出來。例如，用一外力把一質量為m的物體勻速舉高h，由于是勻速上升，物體的動能不變，外力舉高物體做的功w＝mgh全部用于增加物體的重力勢能。而此過程中克服重力做功亦為mgh，也就是克服重力做了多少功，就獲得了多少重力勢能。用ep表示勢能，則處于高度h處的物體的重力勢能為：

ep＝mgh

即重力勢能等于物體重力與高度的乘積。

從勢能公式的指導可以看出，它與功一樣，在國際單位制中的單位也是焦耳(j)，而且也是標量。它是由物體所處的位置狀態決定的，所以與動能一樣是狀態量。

一、教學目標：

（一）知識與技能

1、理解重力勢能的概念，強調“勢”的含義，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和系統性。

（二）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。

（三）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。

二、教學重難點：

1、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。

2、教學難點：重力勢能的相對性和系統性。

三、教學過程：

(一）新課引入

我們在追尋守恒量一節中找到了一個不變的量，并把它叫作能量。對于能量是如何來定義或是量度的呢？我們物理學中是通過功能關系來定義，并規定：功是能量轉化的量度。實際上，物體做功的過程就是能量轉化的過程。比如：把一個質量為m的物塊舉高，物塊要克服重力做功的過程中，同時伴隨著它的重力勢能也在變化。這節課，我們就從重力做功的角度來定量地研究重力勢能的表達式。[板書：重力勢能]

(二)新課教學

1、重力做的功[板書]

提問1：前面我們提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特點？如1，小球在力F作用下由A點運動到B點過程中，力F做功怎么求？

(學生)答：恒力做功與物體運動的路徑無關，只與初末位置有關。力F做的功為：。

總結：對于給定的物體，其重力所做的功應該也有這個特點。

（1）重力做功的特點：

重力對物體做的功只跟它的起點和終點的位置有關,與物體運動的路徑無關。[板書]

提問2：怎么來證明呢？（讓學生看書思考一下）

教師提示：如2所示，物體由A點沿三條不同的路徑運動到B點的過程中，重力做的功為多少？（這里用到了微元思想）

總結：在這個過程中，重力所做的功都為：，得證重力做功與其運動路徑無關，只與初末位置有關。

擴展：對于今后凡是碰到哪個力做功與路徑無關，我們都可以引入一個相應的勢能概念。

（2）重力做功的表達式：。

提問3：回過來看一看，既然功是能量轉化的量度，表達式的右邊表示的是什么？

總結：表示的能量之差，、就應該是物體在初末位置所對應的能量。也就是說就是我們尋找的重力勢能的表達式。

2、重力勢能[板書]

（1）定義：物體所受的重力與其所處的高度的乘積。

（2）表達式：。

（3）理解：①狀態量，②標量，③單位：焦耳（J）。

（4）特點：

①具有相對性。因高度h具有相對性，重力勢能也具有相對性。

提問4：對于講桌上的粉筆盒，它所處的高度是多少？（等待學生思考）

要確定高度就必須先確定一個參考平面。我們把所選的參考平面認為勢能為零。物體處在零勢能面之上，就認為勢能為正；處在零勢能面之下，就認為勢能為負。

提問5：物體大小形狀不能忽略時，它距參考平面的高度怎么來確定？（等待學生思考）

物體大小形狀不能忽略時，它距參考平面的高度應是物體重心到參考面的高度。如3所示。

②重力勢能有正負，正負表示大小。

③具有系統性。物體的重力是地球施加的，如果沒有地球，就不可能受到重力作用。重力勢能應該歸物體和地球所共有的。

例1如4所示，質量m=0.5kg的小球，從桌面以上高h1=1.2m的A點下落到地面的B點，桌面高h2=0.8m。

（1）在表格中的空白處按要求填入數據。

所選擇的的參考平面

小球在A點的重力勢能

小球在B點的重力勢能

整個過程中小球重力做的功

整個下落過程中小球重力勢能的變化

桌面

地面

（2）如果下落時有空氣阻力，表格中的數據是否會改變？

3、重力勢能與重力做功的關系[板書]

上面重力做功的表達式就可以寫成：。

討論：當重力做正功時，重力勢能就要減小，即。當重力做負功時，重力勢能就要增加，即。

重力勢能的變化定義為：。（與參考面的選取無關。）

提問6：我們發現例1中，整個過程中小球重力做的功與整個下落過程中小球重力勢能的變化成什么關系？

總結：重力勢能的變化與重力做功的關系：。

例2質量為m的均勻鏈條長為L，開始放在光滑的水平桌面上時，有的長度懸在桌面邊緣，如5所示，松手后，鏈條滑離桌面，問從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了多少？

四、課堂小結：

1、重力做功的特點：與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關。

2、重力勢能：。

3、重力勢能具有相對性與系統性，具有正負且表示大小。

4、重力做功與重力勢能變化的關系：。

五、作業布置：

課本66頁問題與練習第2、4題。

教學目標

一、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。

二、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。

三、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。

教具

鐵球、多媒體、課件等。

教學過程

一、導入新課

2002年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤，如左圖所示。

右圖是美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30—50米的鐵質流星撞擊地面的結果。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

參考問題：1.我們看到一個冰天雪地、廣袤無垠的銀色世界，它帶給人們的是圣潔、平和、寧靜的感受，一種心靈的洗滌。但是一旦大量積雪從高處滑下形成雪崩，一面面白茫茫的雪墻排山倒海而來，你將感受到大雪崩所帶來最令人驚心動魄的白色恐懼，將對人們的生命與財產帶來災難……為什么這么漂亮的雪花有如此大的破壞力？發生的雪崩為什么具有這么大的能量？

2.通過美國內華達州亞利桑那的隕石坑現象，你能說出這么大的能量與哪些因素有關？

二、新課教學

（一）重力的功

教師：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）

教師：比較容易做的是哪一個問題？

學生：第一個和第二個問題。

教師：為什么這兩個問題容易研究呢？

學生：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的問題上比較容易研究。

教師：那么這兩個問題的答案是什么呢？

學生：第一個問題中WG＝mgh=mghl－mgh2，第二個問題中WG=mglcosθ=mgh＝mgh1－mgh2，和第一個問題中所求出的答案相同。

教師：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？

學生：可能是相等的。

教師：我們來驗證一下我們的猜想，第三個圖的困難在哪里？

學生：力做功的路徑是曲線。

教師：我們怎樣突破這個難點呢？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。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。

教師：我們可以得到什么樣的結論？

學生：重力做功與路徑無關，與物體的初末位置有關，具體的表達式是WG=mgh1－mgh2，其中hl和h2表示物體所處位置的高度，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。

教師總結并板書：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點位置有關，而跟物體運動的路徑無關。

練習：

1.如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h的A點滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則（）。

A.沿軌道1滑下重力做功多

B.沿軌道2滑下重力做功多

C.沿軌道3滑下重力做功多

D.沿三條軌道滑下重力做的功一樣多

答案：D

2.如圖所示，一個質量為m的木塊，以初速度v0沖上傾角為θ的固定斜面，沿斜面上升l的距離后又返回運動。若木塊與斜面間的動摩擦因數為μ，求：

（1）木塊上升過程克服重力做功的平均功率；木塊的重力勢能變化了多少？

（2）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，滑動摩擦力做的功是多少？

（3）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，重力做的功是多少？

答案：

（1）mgv0sinθ/2mglsinθ

（2）2μmglcosθ

（3）0

（二）重力勢能

教師演示實驗：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：用大小不同的兩鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。

學生觀察思考并討論，教師總結：

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。

1.重力勢能的概念

2.重力勢能的表達式：Ep=mgh

教師提出問題：重力做功引起了物體位置的變化，物體位置的變化引起重力勢能的變化，重力做功與重力勢能變化有什么關系呢？

引導學生推導，學生回答，教師點評、完善總結。

3.重力做功與重力勢能變化的關系：

重力做功也可以寫成WG=Ep1－Ep2當物體下落時，重力做正功mgh，WG>0，即Ep1>Ep2，這說明，重力做功，重力勢能Ep減少，減少的值等于重力所做的功。同理，當物體上升時，重力做負功﹣mgh，重力勢能Ep增加的值等于重力所做的功。要注意的是，重力做負功也可以說成物體克服重力做功，重力做功是重力勢能變化的量度。

即：重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加。重力勢能的變化量與重力做的功數值相等。

練習：

1、一實心鐵球和一實心木球質量相等，將它們放在同一水平面上，下列說法正確的是（）。

A、鐵球的重力勢能大于木球重力勢能

B、鐵球的重力勢能等于木球重力勢能

C、鐵球的重力勢能小于木球重力勢能

D、上述三種情況都有可能

答案：D

2.下列說法正確的是（）。

A.物體克服重力做功，物體的重力勢能增加

B.物體克服重力做功，物體的重力勢能減少

C.重力對物體做正功，物體的重力勢能增加

D.重力對物體做負功，物體的重力勢能減少

答案：A

3.物體在運動過程中，克服重力做功50J，則（）。

A.物體的重力勢能一定為50J

B.物體的重力勢能一定增加50J

C.物體的重力勢能一定減少50J

D.物體的重力勢能可能不變

答案：B

（三）重力勢能的相對性

教師提出問題：將一個質量為5kg的鐵球放在4樓一張1.5m高的桌子上，已知每層樓的高度均為2.5m，求鐵球的重力勢能。

要求學生分組計算，讓各小組代表自由表述自己的`計算結果，教師暫不作評價。預測學生的計算情況，在高度的數值代入上有不同的意見，出現計算上的矛盾，此時，教師引導學生感受由于參考面的選取不同，給計算造成了不便，無法計算。因為沒有說明物體的高度是以什么位置為零高度。

請學生分別寫出上圖中以B和地面C為零點的物體的重力勢能：Ep1=mgh1，Ep2=mg（h1+h2）（h1=AB，h2=BC）。

總結：1.重力勢能具有相對性，是與零點選取有關的，因此在表達重力勢能時，要指明勢能零點的位置。我們把重力勢能為零的水平面叫做零勢能面。通常以水平地面為零勢能面。

2.對選定的參考平面而言，在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢能也是正值；在參考平面下方的物體，高度是負值，重力勢能也是負值。物體具有負的重力勢能，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。

自主學習：學生分別寫出以B和地面C為零勢能面情況下，物體落在B和落在地面C上時與初態的重力勢能差：ΔEp1=-mgh1，ΔEp2=-mg（h1+h2），這是與零點選取無關的。

師生總結：不論我們如何選擇參考系，對于一物理過程，重力勢能的改變是一定的，即物體重力勢能的變化與參考系的選取沒有關系。我們今后的學習中，更多地是研究某物理過程中重力勢能的變化，這時我們就可以適當選擇參考系使問題簡化，而不會影響結果。

練習：

1.將同一物體分兩次舉高，每次舉高的高度相同，則（）。

A.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體重力勢能的增加量相同

B.不論選取什么參考平面，兩種情況中，物體最后的重力勢能相等

C.不同的參考平面，兩種情況中，重力做功不等

D.不同的參考平面，兩種情況中，重力最后的重力勢能肯定不等

答案：A

2.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根長3m的繩子系住一個重100N的物體，若以地面為參考平面，則物體的重力勢能有；若以井底面為參考平面，則物體的重力勢能是。

答案：－100J700J

（四）勢能是系統所共有的教師：請同學們閱讀教材P66“勢能是系統所共有的”部分，思考討論勢能的系統性。

學生：閱讀、討論并理解。

教師總結：質量是物體的固有屬性，而重力的施力物體是地球；沒有物體，談不上重力勢能；沒有地球施加重力，重力勢能也就不復存在。重力勢能是物體跟地球組成的系統所共有的，而不是物體單獨具有的。

三、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。

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。

四、課堂訓練

1.關于重力勢能，下列說法正確的是（）。

A.重力勢能的大小只由重物本身決定

B.重力勢能恒大于零

C.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零

D.重力勢能實際上是物體和地球所共有的2.關于重力勢能與重力做功，下列說法正確的是（）。

A.物體克服重力做的功等于重力勢能的增加

B.在同一高度，將物體以初速v0向不同的方向拋出，從拋出到落地過程中，重力做的功相等，物體所減少的重力勢能一定相等

C.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功

D、用手托住一個物體勻速上舉時，手的支持力做的功等于克服重力的功與物體所增加的重力勢能之和

3、關于重力勢能的幾種理解，下列說法正確的是（）。

A.重力對物體做正功時，物體的重力勢能減小

B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零

C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等

D.相對不同的參考平面，物體具有不同數值的重力勢能，但并不影響有關重力勢能問題

4、將一個物體由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.與物體初、末位置高度差有關

5、一質量為1kg的物體，位于離地面高1.5m處，比天花板低2.5m。以地面為零勢能位置時，物體的重力勢能等于__J；以天花板為零勢能位置時，物體的重力勢能等于____J（g取10m／s2）

6、甲、乙兩物體，質量大小關系為m甲=5m乙，從很高的同一高度處自由下落2s，重力做功之比為_____，對地面而言的重力勢能之比為_____。

三、計算題

7、如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？

答案：

1.D

2.AB

3.ACD

4.D

5.15﹣25

6.5:15:1

7.在這個過程中鐵鏈重心上升了h=1m，所以，克服重力做功為：=100J，重力勢能增加了100J。

五、布置作業

教材P66、67問題與練習第2、3題。

一、教學目的：

1、理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算、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、4、了解彈性勢能、二、重點難點：

1.重力勢能以及重力勢能的變化與重力做功的關系.2.理解重力勢能的相對性.三、教學方法：

演示實驗、分析推理、講授討論.四、教具：

輕重不同的重錘一個、木樁、沙箱、橡皮筋.五、教學過程：

（一）引入新課：

大家知道水力發電站是利用水來發電的，水是利用什么能來發電的呢？學習這節課后，我們將會了解這個問題。

通過前面對功和能的關系的學習，我們知道怎樣判斷一個物體具有能量：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量。

演示重錘從高處落下，把木樁打進沙箱中，說明重錘對木樁做了功，舉高的重錘具有能量。我們把重錘由于被學舉高而具有的能量叫做重力勢能。本節課將學習重力勢能的有關知識。

（二）進行新課：

重力勢能的大小與什么因素有關呢？

演示實驗1：演示由質量不同的重錘從相同高度落下，木樁被打進沙箱的深度不同，引導學生分析得出：質量越大的重錘具有的重力勢能越大。

演示實驗2：演示用同一重錘從不同高度落下，木樁被打進沙箱的深度不同，引導學生得出：重錘高度越大，具有的重力勢能越大。

怎樣定量地表示重力勢能呢？

把一個物體舉高，要克服重力做功，同時物體的重力勢能增加。一個物體從高處下落，重力做功，同時重力勢力能減小?？梢娭亓菽芨亓ψ龉τ忻芮嘘P系。

如圖1所示，設一個質量為的物體，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：

WG=gΔh=gh1-gh2

我們可以看出WG等于gh這個量的變化。在物理學中就用這個物理量表示物體的重力勢能。重力勢能用EP來表示。

1、重力勢能

1定義：由于物體被舉高而具有的能量。

2重力勢能的計算式：EP=gh.即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。

3重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳()

2、對EP=gh的理解：

1式中h應為物體重心的高度。

2重力勢能具有相對性，是相對于選取的參考面而言的。因此在計算重力勢能時，應該明確選取零勢面。

3重力勢能可正可負，在零勢面上方重力勢能為正值，在零勢面下方重力勢能為負值。

4選取不同的零勢面，物體的勢能值是不同的，但勢能的變化量不會因零勢面的不同而不同。

例題1：邊長為L，質量為的立方體物體靜止放在地面，在其旁邊有一高為H的水平桌面,如圖2所示.1若選地面為零勢點，立方體物體的重力勢能為多少？

2若選桌椅面為零勢點，立方體物體的重力勢能為多少？

學生先做，老師再講。

解析：

1EP=gL/2.2EP=-g(H-L/2).3、重力勢能的變化和重力做功的關系

引導學生進一步分析：圖1中，重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能轉化為物體的動能了。重力勢能的變化是否在任意情況下都等于重力所做的功？重力做功有什么特點？

討論1：物體從A點下落到B點過程中，如果受阻力作用，重力做的功與重力勢能變化之間的關系是怎樣的？

物體下落受到阻力，只影響物體動能的變化，不影響重力的功，重力勢能的變化只與A、B兩點的高度差有關。

WG=gh1-gh2=EP1-EP2.物體減少的重力勢能等于重力所做的功，但由于要克服阻力做功，減少的重力勢能沒有全部轉化為動能。

討論2：若物體從A點下落到B點后，再平移到與B點等高的C點，重力做的功是多少？重力做功與重力勢能之間的關系又如何？如圖3所示。

物體由B到C過程中重力不做功，重力勢能也不變化，因此物體由A運動到C點過程中，重力的功仍是WG=gh1-gh2=EP1-EP2.物體減少的重力勢能等于重力所做的功。

討論3:若物體是從A點沿斜面滑到與B點等高的C點，上述關系是否成立？

設AC之間長為S，且與水平方向成θ角。

重力做功WG=Fssinθ=gh1-gh2

由此發現重力做功與路徑無關，只跟初末位置高度有關，物體減少的重力勢能仍等于重力所做的功。

討論4:物體從B點分別勻速、加速、減速上升到A點，上述關系又是如何呢？

無論物體從B點上升到A點是勻速、加速、減速，重力都做負功，且都等于物體重力與初末位置高度差的乘積。而重力勢能都增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功。但這三種情況中，由于所受拉力不同，物體動能的變化量等于合外力的功，動能變化量不相同。

師生共同總結出重力勢能變化只與重力做的功有關，兩者關系如下：

當物體由高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少。減少的重力勢能等于重力所做的功。

當物體由低處運動到高處時，重力做負功，即物體克服重力做功，重力勢能增加。增加的重力勢能等于克服重力所做的功。

引導學生總結出重力做功的特點：

4.重力做功的特點：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關，跟物體的運動路徑無關。

演示實驗3:演示張緊的橡皮筋把紙團射出去，說明發生彈性形變的橡皮筋能夠做功，因而具有能量------這種能量稱為彈性勢能。

5.彈性勢能：發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外界做功，我們把物體因發生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。

引導學生舉些具有彈性勢能物體的實例。如張緊的弓、卷緊的發條、位伸或壓縮的彈簧、擊球時的網球拍等都具有彈性勢能。初步了解彈簧所具有彈性勢能的大小與什么因素有關。

分析：彈簧被拉伸或壓縮的長度越大，恢復原狀時對外做的功就越多，彈簧的彈性勢能就越大。彈簧的彈性勢能不跟彈簧的勁度有關，被拉伸或壓縮的長度相同時，勁度越大的彈簧彈性勢能越大。

重力勢能和彈性勢能是由相互作用物體的相對位置決定的，所以勢能又叫位能。今后還將學習其它形式的勢能。

例題2:沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是：

A、沿著坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多；

B、沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多；

C、沿長度大、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。

學生先做，老師再評講。正確答案為D。

（三）課堂小結：

1.重力勢能：由于物體被舉高而具有的能量；重力勢能的計算式：EP=gh.，即物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積；重力勢能是標量，其單位與功的單位相同，在國際單位中都是焦耳。

2.重力做功的特點：重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有關，跟物體的運動路徑無關。

3.彈性勢能：發生彈性形變的物體，在恢復原狀時能夠對外界做功，我們把物體因發生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能。

（四）、課外作業：

1.復習歸納本節課內容。

2.思考課本練習四第（1）、（3）題。

3.把練習四第(2)、(4)、(5)題做在作業本上。