【课型课时】新授课  1课时

【教学目标】

1、知识与技能目标：

（1）理解重力势能的概念，强调“势”的含义，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和系统性。

2、过程与方法目标：

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。

3、情感、态度与价值观目标：

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。

【教学重难点】

1、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。

2、教学难点：重力势能的相对性和系统性。

【教具】多媒体课件

【教学方法】启发、引导、讲练结合。

【教学过程】

一、导入

我们在追寻守恒量一节中找到了一个不变的量，并把它叫作能量。对于能量是如何来定义或是量度的呢？我们物理学中是通过功能关系来定义，并规定：功是能量转化的量度。实际上，物体做功的过程就是能量转化的过程。比如：把一个质量为m的物块举高，物块要克服重力做功的过程中，同时伴随着它的重力势能也在变化。这节课，我们就从重力做功的角度来定量地研究重力势能的表达式。[板书：重力势能]

二、讲授新课

1．重力做的功[板书]

提问1：前面我们提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特点？如图1，小球在力F作用下由A点运动到B点过程中，力F做功怎么求？

(学生)答：恒力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。力F做的功为：

总结：对于给定的物体，其重力所做的功应该也有这个特点。

（1）重力做功的特点：

重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关,与物体运动的路径无关。

[板书]

提问2：怎么来证明呢？（让学生看书思考一下）

教师提示：如图2所示，物体由A点沿三条不同的路径运动到B点的过程中，重力做的功为多少？（这里用到了微元思想）

总结：在这个过程中，重力所做的功都为：，得证重力做功与其运动路径无关，只与初末位置有关。

扩展：对于今后凡是碰到哪个力做功与路径无关，我们都可以引入一个相应的势能概念。

（2）重力做功的表达式：。

提问3：回过来看一看，既然功是能量转化的量度，表达式的右边表示的是什么？

总结：表示的能量之差，mgh1、mgh2就应该是物体在初末位置所对应的能量。也就是说mgh就是我们寻找的重力势能的表达式。

2．重力势能[板书]

（1）定义：物体所受的重力与其所处的高度的乘积。

（2）表达式：

（3）理解：①状态量，②标量，③单位：焦耳（J）。

（4）特点：

①具有相对性。因高度h具有相对性，重力势能也具有相对性。

提问4：对于讲桌上的粉笔盒，它所处的高度是多少？（等待学生思考）

要确定高度就必须先确定一个参考平面。我们把所选的参考平面认为势能为零。物体处在零势能面之上，就认为势能为正；处在零势能面之下，就认为势能为负。

提问5：物体大小形状不能忽略时，它距参考平面的高度怎么来确定？（等待学生思考）物体大小形状不能忽略时，它距参考平面的高度应是物体重心到参考面的高度。如图3所示。

②重力势能有正负，正负表示大小。

③具有系统性。物体的重力是地球施加的，如果没有地球，就不可能受到重力作用。重力势能

应该归物体和地球所共有的。

例1  如图4所示，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上高h1=1.2m的A点下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。

（1）在表格中的空白处按要求填入数据。