重力势能教学设计(精选6篇)由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“重力势能教案”。
第1篇:7.4重力势能教学设计3
《重力势能》教学设计
一、任务分析
【学习目标】
(一)知识与技能
1.理解重力势能的定义及定义式。
2.知道重力势能的值是相对的,理解重力势能正负号的含义。
3.理解重力做功与重力势能的关系,知道重力做功与路径无关。
4.培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。
(二)过程与方法
1.在探究过程中渗透科学的研究方法:控制变量法,实验过程观察法及实验结果分析法。
2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。
(三)情感、态度与价值观
1.从对生活中有关物理现象的观察,渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦,激发学生探索自然规律的兴趣。
2.通过学生之间的讨论交流与协作探究,培养团队合作精神。
3.体验科学不仅仅是认识自然,挑战自然,更在于能动的改造自然。
【学习起点】
1.高一学生认识事物的特点是开始从具体的形象思维向抽象的逻辑思维过渡,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的图片画面来支持。
2.学生在初中时已接触过重力势能的概念,在高中阶段重点是定量的学习重力势能。
3.学生已学习了功的概念和计算方法,通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
二、教学重点、难点
1.本节课重点是重力势能的概念及对重力势能的应用。
2.本节课难点是如何探究重力势能的概念。
三、教学方法
探究法,实验观察法,控制变量法,演绎推理法,讲授讨论,分析归纳法。
四、教学教具
铁球和橡胶球各一个,白纸若干张,CAI教学课件,视频展示台。
五、教学过程
(一)创设情境、激趣导入
投影多媒体图片:利用生活常见事例,创设问题情景,激发学生兴趣。
(展示图片一:)这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。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。可见,有些重力势能在自然界中的能量是巨大的。
过渡语:既然自然界中有些重力势能具有巨大的能量,那么我们人类可以将之加以利用。
(展示图片二:)这是一幅水力发电站图片,是利用水的重力势能来发电的。这些重力势能正在造福人类。(请同学们自己举些例子)
过渡语:当然,万事万物有利也有弊,如次巨大的重力势能也可能会造成重大的灾难。
(展示图片三:)这幅图片说的是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。(请同学们自己举些例子)
由以上资料可知,重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然,才能更主动的改造自然。今天这节课我们将深入地学习重力势能知识及其应用。
(二)启导互动、主体探究
通过前面对功和能关系的学习,我们知道了怎样判断一个物体具有能量,即:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量;而且对外做功越多,这个物体具有能量就越多。(引导学生进行如下探究)
1.重力势能的概念
播放视频:物体被举高后落下砸在沙坑中的桌子上面,观察桌子陷入沙坑的深度。
视频1:同一物体从不同高度下落打在沙坑中的桌子上面;
视频2:不同质量的物体从同一高度下落打在沙坑中的桌子上面。
定义:初中我们学了这种物体由于被举高而具有的能量,叫重力势能。那么重力势能与什么因素有关呢?
提出问题一:重力势能的大小与什么因素有关呢?
建立假设:让学生们自己先去猜想一下,建立假设。
检验假设:设计实验,检验假设:运用控制变量法。
实验1:用同体积的铁球和橡胶球从相同高度落下,看打穿纸片的张数多少情况。
现象:铁球质量大,打穿纸片的张数多。
结论:相同高度时,质量大的小球具有的重力势能大。
实验2:用同一小球(铁球或橡胶球)从不同高度落下,看打穿纸片的张数多少情况。
现象:小球高度越大,看打穿纸片的张数越多。
结论:相同质量时,高度越大,小球具有的重力势能越大。
归纳总结:重力势能跟物体的质量和高度都有关系;物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大。
现在我们知道了重力势能与物体的质量和高度有关,那么到底该怎样的定量计算它呢?
提出问题二:那么怎样定量计算重力势能的大小呢?
例题讲解与讨论:
[例题1]:如图1所示,把一个质量为m的小球举高到A点,然后自静止释放下落到桌面B点的过程中,重力做了多少功?重力势能是否变化了?
(让学生自己推导:WG=mgh=mgh1-mgh2)
由上面式子可以看出,式子右边正好是某个物理量的变化值,在物理学中,我们用“mgh”表示重力势能。
归纳总结:重力势能的定义式:EP=mgh
(讲授法)重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中都是焦耳(J)。
我们推导重力势能是利用重力功得出的,那么重力做功与重力势能有什么关系呢?
2.重力做功与重力势能变化的关系
[例题2]:在例1中,若取地面为参考平面,那么小球在从A点到B点的过程中,重力势能变化量是多少?重力又做了多少功?反之,从B点到A点的过程呢?
(师生共同总结出重力势能变化只与重力做的功有关,两者关系如下:)
归纳总结:
(1)重力做的功等于重力势能变化量的相反值;表达式为:WG=-ΔEP
(2)当物体由高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减少;减少的重力势能等于重力所做的功。
(3)当物体由低处运动到高处时,重力做负功(即:物体克服重力做功),重力势能增加;增加的重力势能等于克服重力所做的功。
3.重力做功和物体运动路径的关系
播放视频:幼儿园的某一小朋友从某一高度沿不同的路径回到地面的情景。
提出问题:重力做功和物体运动路径的关系是怎样的?
提炼问题:如图2所示,(1)在图甲中,若物体从A点下落到B点后,再平移到与B点等高的C点,重力做的功是多少?
(2)在图乙中,若物体是从A点沿斜面滑到与B点等高的C点,重力做的功又是多少?
(3)在图丙中,物体从A点沿曲面滑到与B点等高的C点,重力做的功又是多少?
归纳总结:
重力做功的特点:重力做功与路径无关,只跟初末位置高度差有关。
(三)典题演练、巩固反馈
1.关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中正确的是(ABD)
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.地球上任何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无关
2.如图所示,一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点,则下列说法中正确的是(BD)
A.沿AB面重力做功多
B.沿两个面重力做的功相同
C.沿AB面重力势能减少多
D.沿两个面减少的重力势能相同
3.如图4所示,表示一个斜抛物体的运动,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?重力势能改变了多少?(答案:-mgh;mgh)
图4
(四)变式拓展、迁移创新
1.边长为L,质量为m的立方体物体静止放在地面,在其旁边有一高为H的水平桌面,如图5所示。求:(a)若选地面为零势点,立方体物体的重力势能为多少?(b)若选桌椅面为零势点,立方体物体的重力势能为多少?
解析:EP=mgL/2;EP=-mg(H-L/2)
2.质量为1kg的铁球从某一高度自由落下,当下落到全程中点位置时,具有36 J的动能。空气阻力不计,取地面为零势能面,g取10m/s,则(BCD)
A.铁球在最高点时的重力势能为36 J
B.铁球在全程中点位置时具有72 J机械能
C.铁球落到地面时速度为12m/s
D.铁球开始下落时的高度为7.2m
3.阅读下面两者资料:(1)新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道:在20世纪的最后几分钟里,一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录,在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了。中国、日本和韩国的62名青年学生成功推倒340多万张骨牌,一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录。从电视画面可看出,骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观,其间显示的图案丰富多采,令人惊叹,其中蕴含着一定的科学道理。(2)哥伦比亚大学物理学家A.怀特海德曾经制用了一组骨牌,共13张,第一张最小。长9.53mm,宽4.76mm,厚1.19mm,还不如小手指甲大。以后每张体积扩大1.5倍,这个数据是按照一张骨牌倒下时能推倒一张1.5倍体积的骨牌而选定的。最大的第13张长61mm,宽30.5mm,厚7.6mm,牌面大小接近于扑克牌,厚度相当于扑克牌的20倍。把这套骨牌按适当间距排好,轻轻推倒第一张,必然会波及到第13张。第13张骨牌倒下时释放的能量比第一张牌倒下时整整要扩大20多亿倍。因为多米诺骨牌效应的能量是按指数形式增长的。若推倒第一张骨牌要用0.024微焦,倒下的第13张骨牌释放的能量达到51焦。可见多米诺骨牌效应产生的能量的确令人瞠目。
回答问题:讨论多米诺骨牌效应产生的能量及其物理原理。
(解析:多米诺骨牌效应的物理道理是:骨牌竖着时,重心较高,倒下时重心下降,倒下过程中,将其重力势能转化为动能,它倒在第二张牌上,这个动能就转移到第二张牌上,2第二张牌将第一张牌转移来的动能和自已倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和,再传到第三张牌上„„,所以每张牌倒下的时候,具有的动能都比前一块牌大,因此它们的速度一个比一个快,也就是说,它们依次推倒的能量一个比一个大。)
六、教学反思和课后小结
现对该课堂教学做几点思考、总结:
【关于物理概念的教学】
对于一个物理概念的形成,学生往往从感性认知到理性认知,从定性认识到定量计算,对于概念应用更需要创设一些特例情景供学生探究,在实践中强化物理概念。遵循以上规律,在这堂课教学中处理如下:
引入概念:这一阶段主要通过图片创设情景,联系生活,激发学生的学习兴趣及对引入的物理概念的认同感。
探究概念:由播放视频展示问题情景,通过实验和理论探究相结合得出重力势能的定义式,该环节教学以学生的初中知识为起点,引导学生从感性思维过渡到理性思维,在这个过程中,充分运用多元的感知方式促进学生对物理概念的形成。
应用概念:在这一堂课中关于“重力势能变化与重力做功关系”及“重力做功与路径无关”这两点教学内容的安排就是针对重力势能概念应用而设计的,通过这一环节学习,能培养学生灵活应用物理概念分析问题的能力。为了达到这样的教学目的,在教学设计时有意识选择典型的特例引导学生进行探究学习,授课过程中结合学生认知水平,合理安排教师讲授与学生自主探究相结合,即有对学生的有效指导,可供学生水平较低的学生从思想方法获得模仿,通过学生自主探究的实践,巩固物理概念,并在应用中体验和感悟知识应用。
【关于教学时间与教学进度的矛盾统一问题】
矛盾对立之处:对于课时紧张问题,是课改以来教学中遇到的最大问题。在上一个学段中,我的一个指导原则即在有限时间中,以讲授方式传授知识,这样很多探究直接由教师一人言,一堂课下来,学生被动紧张,身心疲惫,提不起兴趣,学生学习效果不佳。
解决矛盾之法:
我在不断反思调整自己的教学策略,探索在有限时间资源下,做到时间与进度最优化的统一。所做的教学策略如下:
(1)在教学中视具体情况而定,对于重点难度放慢放缓教学进度,以学生能掌握为原则,决不赶进度。
(2)应用各种教学辅助手段,提升上课效率,对于抽象的情景用视频展示。
(3)提前布置预习问题,且加强对学生学法的指导。
基于以上的理念,我对这堂课的教学时间安排为:观赏图片2分钟,视频实验展示5分钟,教师启迪引导探究5分钟,学生自主探究15分钟,其余时间作为习题时间和为个别学生答疑。这样的安排可将课堂大部分时间交给学生,放缓教学节奏。结果是学生学习兴趣浓厚,课堂参与积极,学习效果很好。
【讲授式教学与探究式教学的对比】
我认为讲授式教学,学生接受式学习在有些教学内容中仍然是的最直接有效的教学方式,而探究式学习并不是所有教学内容都适合、任何时候都适合。我们只有将两者结合起来,取长补短,互相促进,只有这样教学才是最有效的。
第2篇:叙述式教学设计方案重力势能
教学设计及反思
《重力势能》教学设计及反思
一、教材分析
本节讲述重力势能及其相对性,重力势能的变化以及与重力做功的关系.重力做正功时,重力势能减少,克服重力做功(重力做负功)时,重力势能增加,关于这个关系,由于与动能定理的表述不一致,学生往往不易理解,教学时最好能结合一些实例,从能量转化的角度分析,解开学生的困惑,例如可举在自由落体运动中,重力做正功,重力势能减少,同时由动能定理可知,动能增加.重力势能转化为动能,这样做,也可以为下一节讲解机械能守恒定律做好准备。
二、教学目标分析
(一)知识与技能
1.理解重力势能的概念,能用重力势能的表达式计算重力势能,知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。
2.理解重力做功与重力势能的关系,并能用这一结论解决一些简单的实际问题,知道重力做功与运动路径无关。
3.理解重力功是物体重力势能变化的量度。
(二)过程与方法
1.经历发散思维和理论探究归纳能力
2.体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法
(三)情感态度与价值观
1.渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
2.预防高空坠物的社会公德教育,增强民族自豪感和荣誉观念。3.体验科学不仅仅是认识自然,挑战自然,更在于能动的改造自然。
三、学习者特征分析
1.高一学生认识事物的特点是:开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的图片画面来支持。
2.学生在初中时已接触过重力势能的概念,在高中阶段要定量的学习重力势能。3.学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
教学设计及反思
四、教学策略选择与设计
本节课的教学方法采用:理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。
通过惊心动魄的雪崩图片引入新课,激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系,让学生通过演示实验,来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究;通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性,从而突破教学难点。根据功和能的关系,推导重力做功跟重力势能改变的关系,加深理解功是能量转化的量度。
五、教学过程
(一)创设情境、激趣导入
投影多媒体图片:利用生活常见事例,创设问题情景,激发学生兴趣。
(展示图片一:)这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。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。可见,有些重力势能在自然界中的能量是巨大的。
过渡语:既然自然界中有些重力势能具有巨大的能量,那么我们人类可以将之加以利用。
(展示图片二:)这是一幅水力发电站图片,是利用水的重力势能来发电的。这些重力势能正在造福人类。(请同学们自己举些例子)
过渡语:当然,万事万物有利也有弊,如次巨大的重力势能也可能会造成重大的灾难。
(展示图片三:)这幅图片说的是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。(请同学们自己举些例子)
由以上资料可知,重力势能与我们的生活有密切关系。我们只有认识自然,才能更主动的改造自然。今天这节课我们将深入地学习重力势能知识及其应用。
(二)启导互动、主体探究
通过前面对功和能关系的学习,我们知道了怎样判断一个物体具有能量,即:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量;而且对外做功越多,这个物体具有能量就越多。(引导学生进行如下探究)
1.重力势能的概念
播放视频:物体被举高后落下砸在沙坑中的桌子上面,观察桌子陷入沙坑的深度。
教学设计及反思
视频1:同一物体从不同高度下落打在沙坑中的桌子上面;
视频2:不同质量的物体从同一高度下落打在沙坑中的桌子上面。
定义:初中我们学了这种物体由于被举高而具有的能量,叫重力势能。那么重力势能与什么因素有关呢?
提出问题一:重力势能的大小与什么因素有关呢?
建立假设:让学生们自己先去猜想一下,建立假设。
检验假设:设计实验,检验假设:运用控制变量法。
实验1:用同体积的铁球和橡胶球从相同高度落下,看打穿纸片的张数多少情况。
现象:铁球质量大,打穿纸片的张数多。
结论:相同高度时,质量大的小球具有的重力势能大。
实验2:用同一小球(铁球或橡胶球)从不同高度落下,看打穿纸片的张数多少情况。
现象:小球高度越大,看打穿纸片的张数越多。
结论:相同质量时,高度越大,小球具有的重力势能越大。
归纳总结:重力势能跟物体的质量和高度都有关系;物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大。
现在我们知道了重力势能与物体的质量和高度有关,那么到底该怎样的定量计算它呢?
提出问题二:那么怎样定量计算重力势能的大小呢?
例题讲解与讨论:
[例题1]:如图1所示,把一个质量为m的小球举高到A点,然后自静止释放下落到桌面B点的过程中,重力做了多少功?重力势能是否变化了?
(让学生自己推导:WG=mgh=mgh1-mgh2)
由上面式子可以看出,式子右边正好是某个物理量的变化值,在物理学中,我们用“mgh”表示重力势能。
归纳总结:重力势能的定义式:EP=mgh
(讲授法)重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中都是焦耳(J)。
我们推导重力势能是利用重力功得出的,那么重力做功与重力势能有什么关系呢?
2.重力做功与重力势能变化的关系
教学设计及反思
[例题2]:在例1中,若取地面为参考平面,那么小球在从A点到B点的过程中,重力势能变化量是多少?重力又做了多少功?反之,从B点到A点的过程呢?
(师生共同总结出重力势能变化只与重力做的功有关,两者关系如下:)
归纳总结:
(1)重力做的功等于重力势能变化量的相反值;表达式为:WG=-ΔEP
(2)当物体由高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减少;减少的重力势能等于重力所做的功。
(3)当物体由低处运动到高处时,重力做负功(即:物体克服重力做功),重力势能增加;增加的重力势能等于克服重力所做的功。
3.重力做功和物体运动路径的关系
播放视频:幼儿园的某一小朋友从某一高度沿不同的路径回到地面的情景。
提出问题:重力做功和物体运动路径的关系是怎样的?
提炼问题:如图2所示,(1)在图甲中,若物体从A点下落到B点后,再平移到与B点等高的C点,重力做的功是多少?
(2)在图乙中,若物体是从A点沿斜面滑到与B点等高的C点,重力做的功又是多少?
(3)在图丙中,物体从A点沿曲面滑到与B点等高的C点,重力做的功又是多少?
归纳总结:
重力做功的特点:重力做功与路径无关,只跟初末位置高度差有关。
(三)典题演练、巩固反馈
1.关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中正确的是(ABD)
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.地球上任何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无关
教学设计及反思
2.如图所示,一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点,则下列说法中正确的是(BD)
A.沿AB面重力做功多
B.沿两个面重力做的功相同
C.沿AB面重力势能减少多
D.沿两个面减少的重力势能相同
3.如图4所示,表示一个斜抛物体的运动,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?重力势能改变了多少?(答案:-mgh;mgh)
图4
(四)变式拓展、迁移创新
阅读下面两者资料:(1)新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道:在20世纪的最后几分钟里,一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录,在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了。中国、日本和韩国的62名青年学生成功推倒340多万张骨牌,一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录。从电视画面可看出,骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观,其间显示的图案丰富多采,令人惊叹,其中蕴含着一定的科学道理。(2)哥伦比亚大学物理学家A.怀特海德曾经制用了一组骨牌,共13张,第一张最小。长9.53mm,宽4.76mm,厚1.19mm,还不如小手指甲大。以后每张体积扩大1.5倍,这个数据是按照一张骨牌倒下时能推倒一张1.5倍体积的骨牌而选定的。最大的第13张长61mm,宽30.5mm,厚7.6mm,牌面大小接近于扑克牌,厚度相当于扑克牌的20倍。把这套骨牌按适当间距排好,轻轻推倒第一张,必然会波及到第13张。第13张骨牌倒下时释放的能量比第一张牌倒下时整整要扩大20多亿倍。因为多米诺骨牌效应的能量是按指数形式增长的。若推倒第一张骨牌要用0.024微焦,倒下的第13张骨牌释放的能量达到51焦。可见多米诺骨牌效应产生的能量的确令人瞠目。
回答问题:讨论多米诺骨牌效应产生的能量及其物理原理。
(解析:多米诺骨牌效应的物理道理是:骨牌竖着时,重心较高,倒下时重心下降,倒下过程中,将其重力势能转化为动能,它倒在第二张牌上,这个动能就转移到第二张牌上,5
教学设计及反思
第二张牌将第一张牌转移来的动能和自已倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和,再传到第三张牌上„„,所以每张牌倒下的时候,具有的动能都比前一块牌大,因此它们的速度一个比一个快,也就是说,它们依次推倒的能量一个比一个大。)
教学设计流程图
教学内容与教师的活动媒体的运用学生的活动教师进行逻辑选择
六、教学反思和课后小结
现对该课堂教学做几点思考、总结:
【关于物理概念的教学】
对于一个物理概念的形成,学生往往从感性认知到理性认知,从定性认识到定量计算,对于概念应用更需要创设一些特例情景供学生探究,在实践中强化物理概念。遵循以上规律,在这堂课教学中处理如下:
引入概念:这一阶段主要通过图片创设情景,联系生活,激发学生的学习兴趣及对引入的物理概念的认同感。
探究概念:由播放视频展示问题情景,通过实验和理论探究相结合得出重力势能的定义式,该环节教学以学生的初中知识为起点,引导学生从感性思维过渡到理性思维,在这个过程中,充分运用多元的感知方式促进学生对物理概念的形成。
教学设计及反思
应用概念:在这一堂课中关于“重力势能变化与重力做功关系”及“重力做功与路径无关”这两点教学内容的安排就是针对重力势能概念应用而设计的,通过这一环节学习,能培养学生灵活应用物理概念分析问题的能力。为了达到这样的教学目的,在教学设计时有意识选择典型的特例引导学生进行探究学习,授课过程中结合学生认知水平,合理安排教师讲授与学生自主探究相结合,即有对学生的有效指导,可供学生水平较低的学生从思想方法获得模仿,通过学生自主探究的实践,巩固物理概念,并在应用中体验和感悟知识应用。
【讲授式教学与探究式教学的对比】
我认为讲授式教学,学生接受式学习在有些教学内容中仍然是的最直接有效的教学方式,而探究式学习并不是所有教学内容都适合、任何时候都适合。我们只有将两者结合起来,取长补短,互相促进,只有这样教学才是最有效的。
第3篇:重力势能(陈先)
重力势能教学案例
一、教学过程记录
1、回顾几个概念:力;重力;势能;
2、学生根据力的作用效果回答“什么是力”;教师从力的物质性回顾“什么是力”;
(?)
3、展示“陨石坑”,说明撞击地面的能量从势能转化而来;引出重力势能;
4、问题:重力势能与什么量有关,要求学生猜想;
5、学生猜想:高度;速度;质量;
6、学生用小实验证明,感受重力势能与什么因素有关;
7、教师小结:从更高位置下落的书打到手上重一点(?);重的书从同一高处下
落感觉沉一点(?);没有涉及速度因素(?)
8、教师演示:演示粉笔下落过程,重力势改变,从能量与做功有密切联系角度,提问什么力做功?(学生:万有引力?重力?);(过度?)
9、展示课件,研究重力做功的大小;(过渡?)
10、推导三种情况下的重力做功的特点;(课件中的四幅画只用了三幅?学生计算做功的方法与教师预设的不同,)
二、教学中存在的重点问题分析及解决建议
(一)“定性验证重力势能与什么因素有关”的教学过程存在的问题及解决建议
1、问题表现:
(1)实验仪器不合理,对比不明显;教师对实验研究的方法介绍不够,只告诉学生怎么做;
(2)“高的书本落下对手压的重一点,就说明高的物体具有较大的重力势能”的推理不合逻辑;
(3)验证只涉及与什么因素有关,与速度无关没有涉及;
2、问题产生的原因分析及改进建议:
(1)课前准备要充分,可以选择质量对比明显的小钢珠、玻璃珠、塑料小球进
行实验,实验前先向学生提问控制变量的实验方法;(教学过程要时刻注意让学生体验科学方法)
(2)没有理清从学生的感受推理到重力势能与高度有关的逻辑关系;“对手的压
力重一点”,“撞击力大”,“撞击的能量大”,“撞击的能量从书本的势能转化而来”,“所以,物体越高势能越大”。(教学的逻辑性是教学方法科学性的具体表现)
(3)是否可以在实验之前先从理论(或学生已有的知识)上分析,说明重力势
能与速度无关(理论分析与实验验证的结合既体现了物理研究方法,又可以避免教学中的漏洞)。
(二)“重力做功特点”的推导过程存在的问题及改进建议
第4篇:重力势能教法(全文)
重力势能教法
摘要:《重力势能》是高中人教版必修2 第七章第4 节的内容。教师在备这堂课时,应该先熟读、熟记教材,再结合各类教辅材料,归纳总结内容。领会教材中的探究思想,抓好重难点。一堂好的课,教师应该精心准备。但是,没有必要面面俱到,一定要突出重点、难点。一句话,说的好,一堂什么都讲了的课,不是一堂好课。关键词:重力势能;引入;教学设计;教学目标
引言:
科学想象是一种创造性的思维形式和研究方法, 从感性直观到抽象概念的飞跃包含着一定的想象。古往今来, 在物理学史上, 人们凭借着想象力取得显赫成果的事例举不胜举。爱因斯坦指出“ 想象比知识更重要, 因为知识是有限的, 而想象力概括了世界上的一切⋯⋯严格的说, 想象力是科学研究中的实在因素。”科学想象是从科学根据和现实条件出发的想象、联想, 不是毫无根据的胡思乱想, 因此在培养学生的想象力时, 教师首先要创设好能引起学生想象的情境。下面就以高中物理教材中“ 重力势能” 一节为例, 谈谈如何创设物理情境, 培养学生的想象力。
一、处理好教材, 为创设物理情境打基础
教师在备这堂课时,应该先熟读、熟记教材,再结合各类教辅材料,归纳总结内容。领会教材中的探究思想,抓好重点、难点,结合教学目标进行教学。
(1)认识重力做功与路径无关的特点。
(2)理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算。(3)理解重力做功与重力势能的变化的关系。(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系统所共有的。
二、创设物理情境, 培养学生的想象力
想象不是凭空产生的, 是要以已有事物、认识水平、知识和能力为基础。首先,在引入方面。根据各方总结,归纳出两种方案。1.可以由实验引入
实验法是在课堂上建立感性化的情景,给予学生强烈的感官刺激,演示法体现了直观性,理论联系实际的教学原则,符合高中学生以形象思维为主的思维特点,可以激发学生的学习物理知识的兴趣,强化学习效果,有利于学生掌握知识,形成能力。这里教师可以准备一盆沙子,大小不同的石头。将石头举起观察沙子变化。同时比较不同石头,相同高度落下时沙子的变化,也可比较相同石头不同高度落下是沙子的变化。教师可以将器材带入教室,直接给同学展示。这个方法是比较直观的,但是比较浪费课堂时间。也可以利用课余时间提前做好实验,拍成照片,上课时展示图片。这个方法虽然不够直观,但是比较节约课堂时间,又能达到效果。
2.可以利用学生已有知识引入,即为复习导入法。
这种方法是指教师根据学生已有知识、经验来提问学生,并引导学生进行思考,对所提的问题逐步得出结论,从而获得知识、发展智力、能力的方法。本章第一节,学生已经对能量有了较为深入的认识,知道并掌握了能量分为动能、势能、内能等。教师可以通过回顾能量的分类,引导学生认识势能中的一种形式——重力势能。这样可以让学生更加了解重力势能是能量的一种形式,也让学生对本章的学习有了一个更为系统的认识。在一堂高中物理新课教学的引入阶段运用已有知识回顾,特别有助于激发学生进行思考,调动学生的积极性。教师可以根据学生的反馈,对教学的后续阶段作出及时必要的调整,使学生得到更好的发展。这里,教师可以按照学情进行选择教学。在教学过程当中一定要注意学情,即了解学生现有的知识水平及接受能力。在讲重力做功,小球沿任意曲线下落时。这里会涉及到一种微元的方法。对于好一些的学校,学生水平较高,再之前教师已经强调渗透过了这种“化曲为直”的思想。
三、提高概括能力加强“ 整理思维” 的训练
学生有了再现思维能力, 就能记忆并储存所学的知识有了一定的发现思维能力, 就能在自学中不断地发现问题、提出问题, 并探索着手去解决问题。为了有效地解决问题, 还必须学会对知识进行逻辑推理和整理加工, 培养抽象概括能力。学会把自学中获取的知识、方法进行整理, 达到一定的系统化、程序化、结构化等, 实现知识的“ 归并”、“ 浓缩”。1.整理知识链。
知识的储存和使用, 不仅是量的积累, 而且要进行质的处理。将各种知识信息经过整理, 归人系统, 分门别类, 各知识信息之间进行逻辑顺序的排列和组合, 形成知识链。自学过程中, 在没有教师帮助的情况下, 更需要及时对知识进行整理, 便于学习和总结。2.筛选归并知识。
筛选归并就是将复杂的关系进行一番排列和清理, 分清现象和本质, 主要和次要, 重点和难点, 最终概括出本质, 上升到规律。知识经过筛选归并, 抽象出法则, 应用才能自如, 知识才能运用得灵活。在培养自学能力时, 还必须掌握好学生与教师之间的主导关系教师导学, 学生自学, 并且要注重反复实践, 循序渐进, 使学生真正地掌握自学能力。总之, 在学校期间, 教师对培养学生自学能力至关重要, 为学生今后更好地学习和工作奠定坚实的基础。
四、通过创设物理情境, 使物理知识顺利地迁移
在物理课的“重力势能”教学中,引入了重力势能的概念、推出重力势能的表达式之后,教师大多会都向学生提出“重力势能是标量还是矢量?”的问题。针对学生的各种回答(是标量;是矢量;不知道),教师都会用“能量是标量,重力势能是能量的一种,所以也是标量”来一锤定音。教师的解释理由充足,学生无可辩驳,课堂上再无异议。但仍有部分学生认为重力势能是矢量。通过课后与学生交谈,了解到他们认为重力势能是矢量有如下三种理由:一是重力势能的值可正可负,所以是矢量;二是重力势能的表达式是E p=mgh,高度h 是标量,重力m g 是矢量,乘积mgh 应是矢量;三是重力势能是物体由于受到重力作用才具有的能量,重力作用有使物体向下运动的趋势,所以重力势能也应该是向下的,具有方向性,因而是矢量。了解到学生的真实想法,课堂上就能进行有针对性的教学。在讨论中,学生提出的如下两种观点很有新意。
一是: 在高处的物体具有重力势能,它通过一定途径能转化为电能(例如水力发电),谁都可以理解电能是没有方向的,是标量,由此可以理解重力势能是标量。受这个观点的启发,另一些学生提出,重力势能通过一定的途径转化为等量的内能,内能是没有方向的,也可以理解重力势能是标量。
二是:针对认为重力势能是矢量的第二种理由,一个学生用数学课中刚学的矢量的数量积的知识来理解重力势能的标量性。他把重力势能的表达式 · 为重力矢量,,为“高度矢量”=mgh理解为=,它是从物体所 与的夹在的位置指向参考平面上任一点的有向线段在参考平面上方的物体,与 ∙的夹角大于9
为角小于90°,为正值;在下方的物体,0 °,=负值。经过激烈的课堂讨论,大部分学生都理解了重力势能是标量。
五、教学思考
从上述关于重力势能标量性的教学过程,对于如何实现有效教学,可以得到以下三点认识。
一是:要尽力在新旧知识间建立起多种联系。学习的过程,是新知识与认知结构中的相关知识发生相互作用建立起实质性联系的过程。通过相互作用,使个体的认知结构得到丰富和扩展,或者发生改变、重组,同时真正理解新知识的含义。知识之间的联系往往是立体和网络的,而不是单线的。新知识与认知结构中的多个知识点都能建立起实质性的联系,建立起的联系越多,对新知识的理解就越丰富,掌握得就越牢固。很多教师在教学中,只从自己熟悉的(或教材给出的)角度,使新知识与原有知识发生单一的联系,没有在新知识和认知结构之间建立起立体和网络状的联系,这是学生对新学知识理解不全面、掌握不牢固、不能正确运用的原因。例如,重力势能与一般的能量概念、各种具体的能量概念(如动能、电能等)、做功、矢量标量、重力等知识都有联系。重力势能的学习,将使能量等概念得到丰富和扩展,使原有的关于矢量标量的不正确认识得到修正。重力势能只有与能量、能量的转化、矢量标量、功等概念都建立起实质性的联系,才能被牢固地掌握,深刻地理解。
二是:要切实了解学生在建构知识中的真实困难。在学习中,新知识只有与认知结构中的各个相关知识都建立起相互一致、互不矛盾、体现梯度的实质性联系,才能被牢固地同化到认知结构中。如果学生只是从某个角度接受了新知识,而没有解决新知识与认知结构中的相关知识之间的矛盾,结果往往是不敢、不会或不善于运用新知识去解决问题,渐渐地新知识就会被淡忘或模糊。很多教师只着重从某方面在新旧知识间建立联系,而不去解决学生在建构知识过程中出现的新知识与其它相关知识之间的矛盾,或者只解决诸如“运动的物体是否受力作用”这样典型的认知困难,这是导致学生“上课听得懂课后仍不会”的主要原因。不同
学生有不同的认知结构和认知方式,会从不同的原有知识出发与新知识发生作用,会出现不同的学习困难。学生大多不能明确地意识到新知识与哪些原有观念发生了矛盾。学生的认知困难是潜存的、模糊的,这就需要教师通过各种途径(如谈话、作业分析、课堂讨论)细心地了解学生学习的真正障碍所在,才能进行有针对性的教学,有效地帮助学生克服困难。
三是:民主讨论是促进知识建构的有效方法。只有充分的交流讨论,才能暴露学生对原有认识的潜在的错误理解,才能激起学生原有不正确的认识与新知识之间的矛盾。学生处于同一年龄段,心理发展水平相同,不同观点的交流最具有启发意义,讨论者最容易从同伴的观点中得到线索,破解自己的认知矛盾。不同学生具有不同的认知结构和认知方式,对同一问题会提出不同的观点和解释,不同学生的观点相互接纳和补充,能在新知识与原有知识之间建立起立体的、网络状的联系,使得对新知识的理解趋于全面而深刻。不同的学生基于自身独特的认知特点,对问题提出的解释和观点,往往是独到的、有新意的。例如,学生从重力势能转化为电能的角度理解重力势能的标量性,把重力势能表达为。最后,通过讨论,不同观点相互碰撞、相互补充、相互激发,讨论的参与者对问题达成一致的认识,成为知识的共同创造者,在此过程中,学生将获得愉悦的情感体验,极大地增强学习的兴趣和动力。
参考文献
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第5篇:5.4重力势能教学设计(新课标)
文
本节教材分析
本节讲述重力势能及其相对性,重力势能的变化以及与重力做功的关系.重力做正功时,重力势能减少,克服重力做功(重力做负功)时,重力势能增加,关于这个关系,由于与动能定理的表述不一致,学生往往不易理解,教学时最好能结合一些实例,从能量转化的角度分析,解开学生的困惑,例如可举在自由落体运动中,重力做正功,重力势能减少,同时由动能定理可知,动能增加.重力势能转化为动能,这样做,也可以为下一节讲解机械能守恒定律做好准备.关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学:只要求学生知道即可. 教学目标
一、知识目标
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.
4.了解弹性势能.
二、能力目标
1.根据功和能的关系,推导出重力势能的表达式.
2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象.
三、德育目标
渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣. 教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系. 教学难点
重力势能的系统性和相对性 教学方法
实验观察法、分析归纳法、讲练法 教学用具
铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子、投影片. 教学过程
用投影片出示本节课的学习目标
1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算.
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.
4.了解弹性势能.
学习目标完成过程:
一、复习导入
教师:打桩机的重锤从高处落下时,可以把水泥桩打进地里,为什么?
学生:因为重锤具有重力势能.
教师:那么什么是重力势能?
学生:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.
演示实验:
在一个透明的玻璃容器内装上沙子.
实验一:用一个铁球从不同高度释放,观察铁球落在沙子中的深度.
实验二:用大小不同的两个铁球从同一高度释放,观察铁球落在沙子中的深度.
学生回答观察到的现象:
在实验一中,铁球的释放高度越大,铁球落在沙子中的深度越大.
在实验二中,质量大的铁球落在沙子中的深度大.
教师:通过上述演示,我们可以定性得到:重力势能跟物体的质量和高度都有关系,且物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大. 引入:那么,怎样定量地表示重力势能呢? 板书课题:重力势能
二、新课教学(一)重力势能 1.教师举例
把一个质量为m的物体竖直向上抛出,在它上升和下落的过程中,重力分别做什么功?重力势能如何变化?
学生:上升过程中,物体克服重力做功(重力做负功).物体的重力势能增大.
下落过程中,重力做正功,物体的重力势能减小.
教师:前边我们学过了功和能之间的关系,我们知道力对物体做了多少功,物体的能量就将变化多少,那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?
学生:重力所做的功等于物体重力势能的变化.
2.上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化,下边我们再来分析一个例子:
①用投影片出示问题:
质量为m的物体从高度为h1的a点下落到高度为h2的b点,重力所做的功为多少?
②学生求解得到:
③教师:前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化,而我们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. 板书:ep=mgh
ep 物体的重力势能 焦(j)
m→物体的质量 千克(kg)
g→重力加速度→(米每二次方秒)s2/m
h→物体的高度→米(m)
④推导重力势能的单位:
∵1kgm/s2m=1nm=1j
∴重力势能的单位是焦耳,并把上述板书补充完整.
⑤重力势能是标量
3.据重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论:
①教师:我们用 来表示物体在初位置的重力势能,用 来表示物体在末位置的重力势能,则
②学生讨论得到:
③教师总结:重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功.
物体克服重力做功(重力做负功)时,重力势能增加,增加的重力势能等于物体克服重
力所做的功.
4.讨论:如图所示,物体从高为h1处运动到高为h2处,运动的路径有无数条,讨论在这些运动过程中,重力所做的功是否相同.
学生:重力所做的功相同,因为重力所做的功等于重力势能的减少量,而重力势能的减少量mg(h1-h2)是一定的.
教师:由此得到:重力所做的功只跟物体初位置的高度h1和末位置的高度h2有关,跟物体运动的路径无关.
(二)重力势能的相对性
教师:有一个物体放在三楼顶,每层楼高h,则该物体的重力势能为多大?
学生:3mgh;mgh;2mgh.
教师:同一个物体的重力势能,为什么会有三个不同的值呢?
学生:是由于所选高度的起点不同而造成的.
教师:我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面,第一位同学以一楼地面为参考水平面得到物体的重力势能为3mgh,第二位同学是以三楼地面为参考平面,则物体的重力势能为mgh,同理第三位同学是以二楼地面作为参考平面,得到的重力势能为2mgh.
板书:①参考平面的选取是任意的.
②选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的.
③通常选地面为参考平面.
(三)弹性势能
1.演示
装置如图所示:将一弹簧压缩不同程度:观察现象.
取一个硬弹簧,一个软弹簧,分别把它们压缩相同程度,观察现象.
2.学生叙述实验现象
实验一中:当弹簧压缩程度越大时,弹簧把木块推的越远.
实验二中:两根等长的软、硬弹簧,压缩相同程度时,硬弹簧把木块弹出的远.
3.上述实验中,弹簧被压缩时,要发生形变,在恢复原状时能够对木块做功,我们说弹簧具有能,这种能叫弹性势能.
板书:发生形变的物体,在恢复原状时能够对外做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能.
4.教师:同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗?
学生:卷紧的发条,被拉伸或压缩的弹簧,拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等.
5.教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系,学生总结得到:
形变程度越大,弹性势能也越大.
6.教师:到现在为止,我们已学习了两种势能:重力势能和弹性势能.
对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定,对于弹性势能,其大小由形变程度决定,而形变程度不同,发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化,得到:
①势能也叫位能.
②势能具有系统性:重力势能是物体和地球组成的系统共有的,弹性势能是物体的各部分所共有的.
三、巩固练习
用投影片出示思考题:
1.关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中正确的是
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
d.重力做功的多少与参考平面的选取无关
2.物体在运动过程中,克服重力做功为50 j,则
a.重力做功为50 j
b.物体的重力势能一定增加50 j
d.重力做了50 j的负功
3.以40 m/s的初速度竖直向上抛出一个物体,经过t秒后,物体的重力势能是动能的3倍,g=10 m/s2,则t的大小为 参考答案:
1.abd 2.bd3.a
四、小结
本节课我们学习了:
1.势能由物体间的相互作用而产生,由它们的相对位置而决定.
2.势能是标量,单位是焦耳.
3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关,只跟物体运动的始、末位置有关,重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.
4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的,一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关. 思考题
1.关于重力势能的几种理解,正确的是
a.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功
b.相对于不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但这并不影响研究有关重力势能的问题.
d.放在地面的物体,它的重力势能一定等于零
a.沿ab面重力做功多
b.沿两个面重力做的功相同
d.沿两个面减少的重力势能相同
3.在水平面上竖直放置一轻质弹簧,有一物体在它的正上方自由落下,在物体压缩弹簧速度减为零时
a.物体的重力势能最大 b.物体的动能最大
4.质量为1kg的铁球从某一高度自由落下,当下落到全程中点位置时,具有36 j的动能.空气阻力不计,取地面为零势能面,g取10 m/s2,则
a.铁球在最高点时的重力势能为36 j
b.铁球在全程中点位置时具有72 j机械能
d.铁球开始下落时的高度为7.2m 参考答案:
六、板书设计
习题精选
(一)1、以下说法中,正确的是:
a.重力势能大的物体,离地面高度大;
b.重力势能大的物体,所受重力一定大;
d.重力势能大的物体,速度不一定大。
2、质量相同的实心木球和铜球,放在同一水平桌面上,则它们的重力势能是:
3、以下叙述中正确的是:
a.重力对物体做功越多,物体的重力势能越少;
b.物体克服重力做功越多,物体的重力势能越少;
d.物体没克服重力做功,物体的重力势能不一定为零。
4、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
d.所能达到的最大高度相同,但最大重力势能不同
5、粗细均匀,长为5m,质量为60kg的电线杆横放在水平地面上,如果要把它竖直立起,至少要做 j的功()参考答案:
(二)1.关于重力势能的理解,下列说法正确的是
a.重力势能是一个定值
b.当重力对物体做正功时,物体的重力势能减少
d.重力势能是物体和地球共有的,而不是物体单独具有的 2.物体的重力势能等于_____,定义式ep=_____.3.一根均匀的直棒平放在地面,将它竖直立起时o点不滑动,若棒的质量为m,棒长为l,则棒被竖直立起时外力做功至少为_____,重力做功为_____,物体克服重力做的功为_____,棒的重力势能增加了_____,外力作用点越靠近右端时用的力_____,但做的功_____.
4.如图所示,重物a的质量为m,置于水平地面上,其上表面联结一根竖直的轻质弹簧,弹簧的长度为l,劲度系数为k,现将弹簧的上端p缓慢地竖直上提一段距离l,使重物a离地面时,重物具有的重力势能为_____.6.一个物体从距地面的高度为h处自由下落,当它的动能与其重力势能相等时,需要下落的时间为
7.在竖直平面内有一个半径为r的 圆弧形轨道,一个质量为m的小物体从轨道最高点a由静止滑下,到达最低点b时恰好又静止,问:
①物体在下滑过程中受到哪些力的作用?
②对小物块做功的力各是什么力?做了多少功,大小各为多少?
③小物块由a到b,其重力势能变化了多少,如何变化?转化为什么形式的能?有多少,用什么去量度? 8.如图是几个斜面,它们高度相同,而倾角不同,让质量相同的物体沿斜面由静止从顶端运动到底端,试根据功的公式计算沿不同斜面重力所做的功,并证明这个功与斜面的倾角无关.①当物块下落距离h为多大时,物块的加速度为零.
③求物体下落的最大速度vm和最大距离h. 参考答案:
1.bd 2.物体的重量和它的高度的乘积;mgh 3.越小,不变. 4.5.mgl;2mgl 6.b 7.①重力、弹力和滑动摩擦力
②重力和滑动摩擦力;重力做正功,大小为mgr;滑动摩擦力做负功,大小为mgr
③mgr,减少,内能,mgr,滑动摩擦力做的功 8.证明略
9.① ② ③
(三)1.关于势能的几种说法中,正确的是:
a.势能是物体系中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量,势能是系统共有的;
b.重力势能的大小是相对的,但变化量大小是绝对的;
d.在弹性限度内,弹簧的形变量越大,弹性势能也越大。2.关于势能的变化,下列说法中正确的是:
a.摩擦力做功,势能一定减小;
b.弹力做正功,弹性势能一定增加;
d.势能变化与外力无关。
3.井深8m,井上支架高2m,在支架上用一根长1m的绳子系住一个重100n的物体,则该物体的重力势能是:
4.横卧在水平地面上质量为100kg,长为2m的均匀圆铁棒,一端着地,另一端从地面上竖立起来,其重力势能增量和重力功是:
5.某人将重物由静止举高h,获得的速度为v,则下列说法中正确的是:
a.物体所受合外力对它做的功等于物体的动能增量;
b.人对物体做的功等于物体机械能的增量;
d.物体克服重力做的功等于物体势能的增量。6.在光滑的水平面上,物体a以较大速度va向前运动,与以较小速度vb向同一方向运动的,连有轻质弹簧的物体b发生相互作用,如图所示。在相互作用的过程中,当系统的弹性势能最大时:
7.大型拱桥的拱高为h,弧长为l,如图所示,质量为m的汽车在 以不变的速率v由a点运动到b点的过程中,以下说法正确的是:
a.由a到b的过程中,汽车的重力势能不变,重力始终不做功;
b.由a到b的过程中,汽车的重力势能的增量为零,重力的总功等于零;
d.汽车的重力势能先增大后减小,上坡时重力做负功,下坡时做正功,总功为零。8.一根弹簧的弹力—位移图线如图所示,那么弹簧由伸
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.如图所示,一个人通过小定滑轮使质量为m的物体匀速上升。当人在水平地面上由a点移动b点,绳子由竖直方向变成与水平方向成 角。已知ab间距离为s,若不计摩擦及滑轮质量,在这过程中物体重力势能的增量是: 10.质量为m的小球,用轻质细线栓住,在竖直平面内绕线的一端作圆周运动,那么小球通过最高点和最最低点时,细线上拉力的差值是:
第6篇:重力势能说课稿
重力势能 各位评委大家好
今天我要说课的题目是《重力势能》,以下我将从教材分析、教法、学法和教学过程四大方面来说一说我对本节内容的理解和预设。下面先来说教材
一、说教材(板书)
(一)教材的地位和作用
本节知识点是人教版高一物理第七章第四节的内容,重力势能是学生日常生活中很常见的一种能量,它与重力做功紧密联系,加深了学生对做功的理解,并且重力做功与重力势能的变化之间的关系是本章“机械能守恒定律”的必备知识,本节的讲解思路也为学生学习电势能、分子势能打下坚实的,基础因此这一部分的内容具有重要的承上启下的作用。2.学情分析:
1、从认知上看,高一学生由感性认知向理性认知过渡;
2、从思维上看,学生由形象思维向理性思维过渡。由于初中学过关于重力势能的介绍。因此本节的主要任务是完成由感性认识到理性认识,由定性认识到定量计算的转化。
基于我对教材的理解和分析,按照新课程标准,又结合高一年级学生的认知特点,我制定了以下三维教学目标: 3.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,知道重力做功与路径无关。(3)知道重力势能具有相对性。
2、过程与方法
(1)根据共和能的关系,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----控制变量法(3)通过对结果分析,培养学生的发散思维。
3、情感态度与价值观
通过对实验的操作、观察、讨论,激发学生探索科学的兴趣。为了有效的达成以上教学目标,我确定了以下教学重点和难点: 4.教学重点难点
重点:重力势能的概念及重力做功与重力势能变化之间的关系。难点:
1、重力做功与重力势能的变化间的关系
2、重力势能的系统性和相对性。
为了突出重点,突破难点,同时结合新课程以教师为主导作用与学生主体作用相统一的教学理念,我确立了本课的教法和学法。
二、说教法
本节课的教学方法采用:设疑法、理论探究法、讲授法、例举法。
三、说学法(板书)
在学法指导上主要采取自主学习、交流合作式学习、分析归纳式学习等方法。
在教学过程中这些教法和学法将会得到体现。最后我重点来谈谈这一堂课的教学过程:
四、说教学过程(板书)
(一)【导入新课】
投影多媒体图片:利用生活常见事例,比如屋檐上一块摇摇欲坠的瓦片,常使行人惊心。(意图:创设问题情景,激发学生兴趣。)
引出重力势能的定义:物体由于被举高而具有重力势能。物体的高度发生变化时,重力要做功,因而认识重力势能要对重力做功进行研究。
(二)【推进新课】本版块我分为四个环节层层推进。【第一环节】探究重力的功 为了弄清这个问题,我创设情境,引导学生计算下列三种情况下重力做的功 1.小球自由下落(图)2.小球沿倾斜直线下落(图)3.小球沿曲线下落(图)
学生比较计算结果,讨论重力做到功,最终得出结论:
重力对物体所做的功与物体路径无关,只跟起点和终点的位置有关。
(设计意图:从具体情景入手,教师引导,学生自己推导,总结寻求重力做功的特点,培养学生的探究能力)接下来我们探究重力势能的表达式? 【第二环节】探究重力势能
【步骤一】:定性探究:重力势能与那些因素有关 学生建立假设,设计实验,检验假设
实验1:用同体积的铁球和橡胶球从相同高度落下,观察落入橡皮泥的深度。实验2:用同一小铁球从不同高度落下,观察落入橡皮泥的深度。
归纳总结:重力势能跟物体的质量和高度都有关系;物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大。
(设计意图,通过实验,认识影响重力势能的因素,为重力势能的定量表示奠定基础,同时学生掌握了控制变量法的科学研究方法)
【步骤二】定量探究:怎么样定量地表示重力势能?
引导学生联想重力做功表达式:WG=mgh=mgh1-mgh2 由上面式子可以看出,式子右边正好是某个物理量的变化值,在物理学中,我们用“mgh”表示重力势能。
归纳总结:重力势能的定义式:EP=mgh(采用讲授法,指出mgh的特殊含义,重力势能的定义的提出也就水到渠成了)指出重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中都是焦耳(J)。
【步骤三】设问:物体位置变化,重力做功,同时重力势能发生变化,那么重力做功与重力势能有什么关系呢? 小组讨论总结:WG= EP1-EP2 即:重力做功等于重力势能的变化 教师引导学生分两种情况讨论:
1.物体从高处运动到低处:重力做正功,势能减小量等于重力所做的功
2.物体从低处运动到高处:重力做负功,势能的增加量为物体客服重力所做的功
(设计意图:分两种情况讨论,学生能够更深刻的认识功与能的关系:做功过程就是能量变化的过程。从而也到达了本节重点的突破)
【第三环节】重力势能的相对性
设问:计算某物体在一定高度时的重力势能
(设计意图:学生出现不同计算结果,展开讨论,引出重力势能的相对性)
归纳总结:1.重力势能的相对性,与参考平面的选择有关,重力势能的差值与参考平面无关
2.重力势能有正负
【第四环节】势能是系统所共有的 设问:重力势能是谁的? 学生会想当然回答是物体m的设问:如果没有地球,还有重力势能吗?
学生豁然开朗:原来重力势能是地球和物体组成的系统所共有的(设计意图:设置问题,引发思维冲突,学生不断思考,讨论,加深对问题的认识,突破本节难点。激发学生对科学探究的的兴趣。)
(三)【课堂小结】学生小结本课学习知识,一是检查上课内容的落实情况,另一方面便于建构本课知识体系,培养学生的归纳概括能力。同时教师加以完善补充,形成板书如下 板书设计
4.重力势能
一、重力势能: 1.定义:
2.表达式:EP=mgh 标量 J 3.重力做功与重力势能的关系:WG= EP1-EP2
与路径无关
4.重力势能具有相对性,系统性
(四)【作业布置】