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2.2 势能的改变
一.教学目标
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.
4.了解弹性势能.
2、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.
3、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.
二.教学设计
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
三.教学过程
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.
思考:重力势能大小和什么有关?
演示实验:
在一个透明的玻璃容器内装上沙子,沙子上放上一小桌.
实验一:用一个铁块从不同高度释放,撞击小方凳,观察小桌落在沙子中的深度.
实验二:用大小不同的两个铁块从同一高度释放,分别撞击小桌,观察小桌落在沙子中的深度.
学生回答观察到的现象:
在实验一中,物块的释放高度越大,小桌落在沙子中的深度越大.
在实验二中,释放的物块质量越大,小桌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.
二、新课教学
(一)重力势能
1.教师活动:
在物理学中,我们用mgh这个物理量来表示物体的重力势能。
公式表示为:
说明:重力势能与物体的质量和所处的高度有关,物体质量越大,所处的高度越高,重力势能越大。
单位: J 标量
(二)重力势能的相对性
教师活动:让学生思考讲台桌上粉笔盒的重力势能(粉笔盒的质量为m)。
(学生此时会出现困惑,搞不清楚粉笔盒所处的高度,无法用公式来计算。教师此时引入零势能参考平面)。
教师活动:要计算粉笔盒的重力势能,肯定要确定物体所处的高度,而物体的高度具有相对性。这时我们必须选定某一水平面,把这个水平面的高度定为零。则物体在该平面上的重力势能也为零,这样的水平面叫零势能参考平面。