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2016-2017学年人教版必修二7.4重力势能教案.doc
课题7.4 重力势能设计教师授课教师时间课型新授课课时教学
目标知识与技能????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.过程与方法????用所学功的概念推导重力做功与路径的关系,亲身感受知识的建立过程.情感、态度与价值观????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.
重点
难点1.重点:重力势能大小的确定
2.难点:重力势能的相对性的理解,参考平面的选择方法教法启发、探究讨论教具教学过程设计教材处理师生活动一、导入新课:
介绍:俄罗斯“和平号”空间站于2001年3月23日北京时间14时0分12秒所有残片都已成功安全地坠入预定的南太平洋海域,坠毁过程极为壮观美丽,137吨的庞然大物分解燃烧,天空中出一条条长长的金色轨迹.这是一个完美的告别,“和平号”的15年风雨历程将成为人类永恒的记忆.“和平号”的功绩将永载史册.
现提问:“和平号”空间站坠落时,为什么会燃烧?
碎片燃烧时,温度可达3000℃,其能量由什么能量转化而来?
二、推进新课:
1.重力势能
(l)定义:物体由于被举高而具有的能量.
演示实验,用木球和铁球先后从同一高度处自由下落,落入玻璃缸中的细沙中,观察到什么现象?这说明了什么?(铁球深入细砂中的距
教学过程设计教材处理师生活动离比木球要长,这说明,质量大的物体在相同的高度时,重力势能大,克服细砂阻力做功要多)
用铁球在不同的高度处自由下落,先后落入玻璃缸中的细砂里,观察到什么现象,这又说明了什么?(铁球在比较高的地方落下来,深入砂中的距离也比较长,这说明,同一个物体在比较高的地方重力势能较大,克服细砂阻力做功要多)
综上所述,物体的重力势能的大小与物??的质量和物体所处的高度有关.
现在来推导重力势能的定量表达式:投球的质量为m,从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点,如图所示,重力所做的功为
(2)重力势能的表述式
EP=mgh 物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积,重力势能是标量,也是状态量,其单位为J
2.重力做功的特点
(1)、重力做功与路径无关,只与物体的始末位置的高度差和重力大小有关。
(2)、重力做功的大小WG=mgh,h为始末位置的高度差。
(3)、重力做正功,物体重力势能减少;重力做负功,物体重力势能增加。
例1、沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端,以下说法中正确的是( )
A.沿坡度小,长度大的斜面上升克服重力做的功多
B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功少
D.上述几种情况重力做功同样多
解析:重力做功的特点是,重力做功与物体运动的具体路径无关,只与初末位置物体的高度差有关,不论是光滑路径或粗糙路径,也不论是直线运动还是曲线运动,只要初末位置的高度差相同,重力做功就相同。因此,不论坡度大小、长度大小及粗糙程度如何,只要高度差相同,克服重力做的功就一样多,故选D。
教学过程设计教材处理师生活动例2 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)
解析:小球下落高度为5m ,重力做功与路径无关。
3.重力势能的理解
(1)重力势能具有系统性:由物体和地球的相对位置所决定的能叫重力势能,它是物体和地球共有的。
(2)重力势能具有相对性:重力势能Ep=mgh式中h是物体到参考平面的高度,参考平面的选取会影响重力势能的值,在参考平面内,物体的重力势能为零;在参考平面上方的物体,重力势能为正值;在参考平面下方的物体,重力势能为负值。
(3)重力势能变化具有绝对性:尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关,但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关,这体现了它的不变性(绝对性)。
(4) 重力势能是标量,但有正负,且正负能反映和比较重力势能的大小。
3.弹性势能
演示实验:把水平放置的轻弹簧一端固定,另一端系一木块,压(或拉)木块,使弹簧缩短(或伸长)再释放木块,让弹簧的作用力带动木块在水平面上运动.
可知,发生弹性形变的物体能对外界做功,因而具有能量,这种能量就叫弹性势能,它存在于发生弹性形变的物体之中.
举出除弹簧以外的弹性势能存在的实例
弹性势能的大小,与物体的性质(如劲度系数)和形变量有关,可用实验演示弹簧形变量越大对外界做功可越多
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