学校：临清二中 学科：物理
必修二第7章第4节《重力势能》教案
一、教材分析
《重力势能》是人教版高中物理必修二第7章《机械能守恒定律》第4节课的内容，这节课通过分析重力做功的特点，推导得出了重力势能的表达式，并进一步讨论重力势能具有相对性及重力势能是物体与地球系统所共有；是后面学习机械能守恒定律的基础。
二、目标
1．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．
2．能力目标：
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、态度和价值观目标：
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．
三、教学重点难点
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．
难点：重力势能的系统性和相对性．
四、学情分析
五、教学方法
1．实验探究：物体的势能和哪些因素有关。
2．学案导学：见后面的学案。
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习重力势能一节
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，制作学案
3．教学环境的设计和布置：教室
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师提出问题：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??
学生回答：重锤具有重力势能.?
教师继续提问：那么什么是重力势能??
学生回答：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??
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1.重力势能?
教师设置问题：
（1）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??
（2）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.?
分析实例：?
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??
学生求解得到：重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）?
教师指出：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
推导重力势能的单位：?
１kg?ｍ/s2?ｍ＝１Ｎ?ｍ＝１J
重力势能是标量?
（3）教师指导学生推导重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：?
当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
③教师总结：重力做正功及负功时，重力势能都是怎么变化的，其变化量与重力的功有什么关系？?
（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.?
2.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??
学生会说出一些不同的答案
教师进一步提出问题：同一个物体的重力势能，为什么会有不同的值呢??
学生通过看教材可以回答这个问题。
通过设置问题，激发学生好奇心，使他们对知识点有更深刻的印象。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习。
我们这节课学习了重力势能及其表达式还有它的相对性，机械能包括动能、我们今天所学的重力势能，还有弹性势能，那么弹性势能的表达式是什么呢？在下一节课我们一起来探究弹性势能的表达式。这节课后大家可以先预习这一部分，并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、重力势能
(一)表达式
（二）单位
二、重力势能的相对性
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课通过一些简单易行的实验和科学的推导加深了学生对重力势能这一概念的理解，并通过设疑，让学生自己发现问题，进而解决了重力势能的相对性这一难点。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，精讲点拨15分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节18分钟，能够完成教学内容。
十一、学案设计
必修二第7章第4节《重力势能》教案
一、教材分析
《重力势能》是人教版高中物理必修二第7章《机械能守恒定律》第4节课的内容，这节课通过分析重力做功的特点，推导得出了重力势能的表达式，并进一步讨论重力势能具有相对性及重力势能是物体与地球系统所共有；是后面学习机械能守恒定律的基础。
二、目标
1．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．
2．能力目标：
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、态度和价值观目标：
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．
三、教学重点难点
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．
难点：重力势能的系统性和相对性．
四、学情分析
五、教学方法
1．实验探究：物体的势能和哪些因素有关。
2．学案导学：见后面的学案。
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习重力势能一节
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，制作学案
3．教学环境的设计和布置：教室
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师提出问题：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??
学生回答：重锤具有重力势能.?
教师继续提问：那么什么是重力势能??
学生回答：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??
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1.重力势能?
教师设置问题：
（1）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??
（2）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.?
分析实例：?
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??
学生求解得到：重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）?
教师指出：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
推导重力势能的单位：?
１kg?ｍ/s2?ｍ＝１Ｎ?ｍ＝１J
重力势能是标量?
（3）教师指导学生推导重力做功与重力势能变化之间的关系进行讨论：?
当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
③教师总结：重力做正功及负功时，重力势能都是怎么变化的，其变化量与重力的功有什么关系？?
（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.?
2.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??
学生会说出一些不同的答案
教师进一步提出问题：同一个物体的重力势能，为什么会有不同的值呢??
学生通过看教材可以回答这个问题。
通过设置问题，激发学生好奇心，使他们对知识点有更深刻的印象。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习。
我们这节课学习了重力势能及其表达式还有它的相对性，机械能包括动能、我们今天所学的重力势能，还有弹性势能，那么弹性势能的表达式是什么呢？在下一节课我们一起来探究弹性势能的表达式。这节课后大家可以先预习这一部分，并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、重力势能
(一)表达式
（二）单位
二、重力势能的相对性
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课通过一些简单易行的实验和科学的推导加深了学生对重力势能这一概念的理解，并通过设疑，让学生自己发现问题，进而解决了重力势能的相对性这一难点。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，精讲点拨15分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节18分钟，能够完成教学内容。
十一、学案设计
