课例研究：重力做功与重力势能的变化

关于《重力做功与重力势能的变化》的课例研究

杜攀雷

（陕西省礼泉县第一中学 礼泉 713200）

摘要：本文通过上课、评课对重力做功与重力势能变化的研究，以寻求如何让教师更好把握本节知识，进行有效教学的最佳的教学方法。

关键词 : 重力做功 重力势能 重心

一、教学设计

1、教学任务分析

重力做功与重力势能的变化是中学物理学习中最很重要的内容，同时也是以后学习机械能守恒定律的基础；本节课需要以功、功和能的关系等为知识基础。本设计注重知识内容的探究过程，并且强调学生的参与。在逐步形成概念规律的过程中，学生经历了学习、研究物理的一般方法，在运用物理规律解决社会生活中的问题的过程中体验学以致用的快乐并感悟物理与社会生活的紧密联系。

2、三维目标

2.1、知识与技能

2.1.1． 深刻理解重力做功的特点及知道重力势能的定义。

2.1.2．理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。

2.1.3．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义，知道重力势能具有系统性。

2.1.4．理解重力做功与重力势能变化量的关系。

2.2、过程与方法

2.2.1．根据重力做功，引导学生知道重力势能的表达方式。

2.2.2．通过数学变形推导，得出重力做功与重力势能变化的关系式。

2.2.3 . 通过典型试题讲解与练习，使学生掌握本节课的知识点。

2.3、情感、态度与价值观

2.3.1．培养热爱科学，崇尚科学的品质

2.3.2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。

3、重点·难点

重点：重力势能的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。

难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性、及WG=Ep1-Ep2 关系的得出及应用

4、课时安排 ：1课时

5、教学环节

5.1引入新课

当物体自由下落时，重力对物体做正功，物体的运动速度增加，物体的动能增加，必有其他形式的能转化为物体的动能，是物体的重力势能,通过重力做功，将重力势能转化成动能。那么重力做功与重力势能变化有什么关系呢？

5.2新课教学

5.2.1、重力做功

回忆功的计算公式，w Fscos （F为恒力），而物体重力

大小方向都恒定，故wG mgssin ,ssin 是物体竖直的分位移，

也就是物体始末位置的高度差h,综上重力做功与物体经过的路

径无关。

1、重力做功的计算公式wG mgh（h是物体始末位置的高

度差）

若物体上升，重力做负功。物体下降，重力做正功

2、重力做功的特点：重力做功与物体经过的路径无关

5.2.2、重力势能

1、定义：物体由于被举高而具有的能量．重力势能与那些因素有

关？

现在来分析论证：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

WG mg h mgh1 mgh2

2、重力势能的表述式

Ep mgh 物体的重力势能等于它所受的重力和它的高度的乘积（式中

的h是指物体的重心相对于参考平面的高度）。

3、重力势能是标量，也是状态量，其单位为J

4、重力势能是物体和地球共有的，但是我们习惯说物体的重力势能

5、重力势能具有相对性（h为物体重心相对于参考平面的高度）

a.重力势能总是相对于某一个水平面来说的，这个水平面叫参考平面

选择那个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面。

b.选择不同的参考平面，物体重力势能的大小是不同的。

c.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度为正值，重力势能也是正值。

在参考平面下方的物体，高度为负值，重力势能也是负值。在参考平面上的物体，高度为零，重力势能也是零

d.重力势能的大小有正负，正负表示大小。

巩固练习：质质量为m，从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，确定

A、B两点小球的重力势能。（1）选择地面作为参考平面（2）以B处所在的水平面作为参考平面（3）以A处所在的水平面作为参考平面（4）小球从A点运动到B点重力势能的增量。

6、重力势能的变化量具有绝对性。

5.2.3、重力做功与重力势能变化量的关系

（1）重力做功也可以写成WG Ep1 Ep2 Ep

这种功能关系不仅适合于直线运动，也适合于曲线运动。

（2）重力做正功，物体的重力势能减少。重力做负功，物体的重力势能增加。

5.2.4、与学生共同探讨课本上的案例分析。

5.2.5、随堂练习

1．质量为1kg的物体做自由落体运动，下落1s时，物体重力做功为_______物体的动能为 ，物体的重力势能减少了 ．

2.一个砖块不同的表面接触地面它的重力势能相等吗？

5.2.6、小结及作业布置 P61 2、3

二、师生主要互动过程

师：功的计算公式是什么？

生：w Fscos

师：公式的适用范围是？

生：公式只能计算恒力做功

师：我们通常所说的重力是不式恒力？

生：是

师：那如图所示的模型中重力做功怎么计算呢？ 生：wG mgscos( 2 ) mgssin

师：若A、B两点的高度差为h,则ssin h，那么重力做功又可表示为？ 生：wG mgh

师：式 …… 此处隐藏：2750字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……