重力势能教学设计详细Word下载.doc
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重力势能的系统性和相对性
课程类型
新授课
教学方法
实验观察法、分析归纳法、讲练法
教学用具
ppt课件,电子教鞭
课时安排
1课时
教 学 步 骤
导入新课
曾经读过一篇文章,叫做《汕头的雪》,汕头也会下雪吗?
汕头也会下雪,与众不同的雪——木棉棉絮。
南方的人,对北方的雪总有一些期待,我也不例外。
有哪些同学见过北方的雪吗?
洁白无垠的雪,总让人浮想联翩,也让人向往,但是,令人想不到的是,它也具有惊人的破坏力:
例1:
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100人失踪(附图片)
例2:
四川丹巴亚丁雪崩(附图片)
如此美丽的雪花,怎么会有这么大的破坏力?
雪崩为什么会有这么大的能量?
浩瀚夜空,点点繁星,当我们在欣赏璀璨星空的时候,绝不会想象到它们也会给地球带来巨大的伤害:
美国内华达州亚利桑那陨石坑,5万年前,一颗直径约为30~50m的铁质流星撞击地面,它的爆炸力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。
(附图片)
陨石为何具有这么大的能量?
这些能量与什么因素有关?
雪崩和陨石都有一个特点,具有一定的高度。
学习了中学物理后,我们知道物体由于被举高而具有的能量就叫做重力势能,物体的重力势能的大小与什么因素有关呢?
小实验(视频):
实验一:
相同质量的小球,从不同高度下落。
实验二:
不同质量的物体,从同一高度下落。
学生观察后得出结论:
质量一定时,高度越高,重力势能越大。
高度一定时,质量越大,重力势能越大。
要研究重力势能,就不能脱离对重力做功的研究
新课教学
一、重力做功
1、讨论小球竖直下落,重力所做的功
物体由A运动到B,重力做功mgh
2、讨论小球沿斜线下落,重力所做的功
3、讨论小球沿曲线下落,重力所做的功
物体由A运动到B,重力做功mgh
综合以上三种情况,可以得到结论:
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。
即WG=mgh1-mgh2
二、重力势能:
结合功和能的关系,我们可以分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化,并且经过推导又得到重力所做的功等于mgh这个量的变化,所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能。
重力势能:
物体凭借其高度而具有的能量EP=mgh
1、重力做功与重力势能的变化WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2
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
物体下落
正
减少
重力做的功等于重力势能的减少
【练习】
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?
重力势能如何变化?
(g=9.8m/s)
解略
讨论课本P60中的“说一说”。
2、确定重力势能的大小
学生分组讨论:
一栋三层高的楼房,每层的高度3m,将一个质量为5kg的小球放在三楼阳台的栏杆上,栏杆的高度是1m,求小球的重力势能。
(g=9.8m/s2)
不同学生得到的重力势能数值可能不同。
这是由于所选高度的起点不同而造成的。
我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面
确定重力势能的方法:
①先选定参考平面(0势能面)
②在参考面上方的物体的高度是正值,重力势能也是正值;
③在参考面下方的物体的高度是负值,重力势能也是负值。
+、-表示重力势能的大小
④参考平面的选取是任意的(一般从研究问题的方便出发来选择)
【练习】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/s)
参考平面
小球在A点重力势能
小球在B点重力势能
下落过程小球重力做功
下落过程小球重力势能变化
桌面
5.88J
-3.92J
9.8J
减少9.8J
地面
⑴选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
⑵对一个确定的过程,WG和△EP与参考面的选择无关
3、重力势能的系统性
我们常常有这样的疑问,重力势能是谁的?
是物体的?
还是地球的?
质量是物体的固有属性,而重力的施力物体是地球,两者缺一不可。
故:
重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。
小 结
重力做功与路径无关,只跟它的起点和终点的位置有关
WG=mgh1-mgh2
二、重力势能Ep=mgh
1、重力做功与重力势能的变化
2、重力势能大小的确定
3、重力势能的系统性
巩固练习
1、关于重力做功和物体的重力势能,下列说法正确的是:
(AB)
A、当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、地球上物体一个物体的重力势能都有一个确定值;
D、重力做功的多少与参考平面的选取有关。
2、物体在运动过程中,克服重力做功为50J,则:
(BD)
A、重力做功为50J;
B、物体的重力势能一定增加了50J;
C、物体的能量一定减少50J;
D、重力做了50J的负功。
3、起重机以g/4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提高h:
⑴起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?
⑵物体克服重力做功为多少?
⑶物体的重力势能变化了多少?
4、如图所示,小球做斜抛运动:
⑴当物体由抛出位置1运动到最高位置2时,重力做功是多少?
⑵重力势能改变了多少?
⑶由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时,重力做功和重力势能的变化是多少?
⑷由位置1运动到位置3呢?
作业
完成《导与练》第七章第四节的练习
板书设计
7.4重力势能
5
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