甘肃煤炭工业学校物理教案：第四章 机械能04.docVIP

第四章 机 械 能 第四节：势能 教 学 课 题 §4-4 势能 第149页 课 的 类 型 新授课（50分钟） 教 学 对 象 一年级职业中专生 教学目的和要求 理解势能的概念，掌握重力势能的公式，了解弹性势能的概念 教 学 重 点 势能的概念，重力势能的公式 教 学 难 点 势能的概念，重力做功与势能的关系 教 具 和 仪 器 序 号 教 学 过 程 （教 学 内 容） 说明（提醒） 一 （组织教学）重力势能【6分钟】 在机械运动范围内的能量，除了动能外，还有势能。 拦河大坝可以提高水位，水趟下来可发电。 在高处（3米以上）不能向下跳，为什么？ 这些都说明，位于高处的物体具有能量。 我们把位于高处的物体所具有的能叫做重力势能。 一个质量为m物体，在高h的地方具有多大的重力势能呢？我们让它从高h的地方下落，看它所能做的最大的功是多少。 m 如图所示，设砝码的质量为m，距地面的高度为h。选择一个合适的木块，使其与桌面间的摩擦力恰等于砝码的重力mg 。这样，当砝码匀速下落h高度时，它对木块所做的功是mgh，这个功就等于砝码在h高处所具有的重力势能。如果有EP表示重力势能，那么 EP=mgh 重力势能等于物体重力和它距地面高度的乘积，或者等于物体的质量、重力加速度和它距地面高度的乘积。 重力势能也是标量，它的单位和功的单位相同，在国际单位制中，都是焦耳（J）。 因为高度是相对的，所以重力势能好是相对的。零势能面的选择是任意的。 重力势能是属于物体和地球所共有的。 二 重力做功与重力势能的变化关系【12分钟】 重力对物体做功，使物体的重力势能变化。当物体下降时，重力对物体做正功，重力势能减少；当物体上升时，重力对物体做负功，重力势能增加。 WG=mg(h1-h2)=EP1-EP2 由式可见，重力对物体做正功（WG0），重力势能减少；重力对物体做负功臣（WG0），重力势能增加。 三 弹性势能【10分钟】 除了重力势能外，处于弹性形变的物体也具有能。 钟表的发条 气枪里被压缩的弹簧 由于形变而产生的能，称为弹性势能。重力势能和弹性势能都属于机械能。 可以证明：对于拉伸或压缩形变的弹簧，在弹性限度内，弹性势能由弹簧的倔强系数k和形变的大小x决定，其表达式为 在国际单位制中，k的单位为牛顿/米，EP的单位为焦耳。 四 例题1【6分钟】 质量为5.0千克的物体，在距地面10.0米高处具有多大的重力势能？当它下落到5.0米高处时重力势能又是多少？在此过程中重力势能减小了多少？重力对物体做了多少功？ 【解】 已知：m=5.0kg，h1=10.0m ，h2=5.0m p1 、 Ep2 、 Ep1-Ep2 、 WG 对一定质量的物体，其重力势能由它相对于零势能面的高度决定。选地面为零势能面，则 Ep1=mgh1=5.0×9.8×10=490(J) Ep2=mgh2=5.0×9.8×5.0=245(J) Ep1-Ep2=490-245=245(J) WG=mg(h1-h2)= Ep1-Ep2=245(J) 五 例题2. 【8分钟】 如图所示，已知AB‖CD，AC‖BD，直线AD与竖直线AB的夹角为α。试分别计算质量为m的物体，沿着ABD、ACD、AD三条不同路径，从高度h1的D，重力做的功。 【解】 （1）沿ABD重力做的功 mg(h1-h2) （2）沿ACD重力做的功 mg(h1-h2) （3）沿AD重力做的功 mg(h1-h2) 三条不同路径重力做的功相同，重做功只于起始位置有关。 要详细说明每个力的做功情况。 重力做功与路径无关超出要求。 课堂小结和双边活动【8分钟】 本节课我们学习了： 1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定。 2、势能是标量，单位是焦耳。 3、重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差。 4、重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关。 讨论习题 4-3-1 七 布置作业【2分钟】 复习 §4-4 预习 §4-5 习题 4-3-3 4-3-4 4-3-5 八 板书设计 势能 （一）重力势能 1、物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积。 2、重力势能是标量，是状态量。单位：焦（J） 3、重力势能是物体和地球共有的，常称为物体的重力势能。 4、重力势能是具有相对性（相对于参考平面） 5、重力做功与路径无关，与初、末位置有关