2016宁阳职教中心对口升学物理高考复习教案：重力势能.docVIP

教案 一、内容及其解析 1、内容：(1)阐述重力势能为负值的物理意义. (2)了解做功与路径无关是引入势能概念的前提. (3)初步建立势能是系统共有的概念. 2、解析：前面学到相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能，那么地球跟它周围的物体有相吸引的作用，凭借其相对位置也一定决定了一种形式的势能，这就是重力势能.同时，物体的重力做功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关，即WG=mgh1-mgh2.我们看到mgh这个量与重力势能的基本特征一致，于是就把它叫做物体的重力势能.理解重力势能的相对性与系统性. 二、目标及其解析 1.认识重力做功与路径无关的特点. 2.知道重力势能的符号、表达式及其单位. 3.知道重力势能的相对性，能根据所确定的参考平面计算物体的重力势能，知道重力势能的变化与参考平面无关. 4.掌握重力做功与重力势能变化的关系. 三、教学问题诊断分析 学生很难理解“势能是系统所共有的”这句话。 四、教学支持条件分析 求物体竖直向下运动、沿斜面直线向下运动及曲面向下运动三种情况下重力对物体所做的功，然后通过对比发现中力做功只与初末位置的高度差有关，与运动路径无关。 五、教学过程设计 1、教学基本流程 求重力做功→学生总结重力做功的特点 →强调重力势能的相对性和系统性→ 练习、小结 2、教学情景 问题 1：小华和小明分别提着同样的水桶上楼.小华乘电梯从地面到三层，而小明则是走楼梯到三层.两种情况下重力对水桶做功相同吗？ 问题2：重力势能的正负有什么含意？ 问题3：重力做功与重力势能变化的关系能不能写为WG=ΔEp的形式？为什么？ 例1：如图所示，求质量为m的小球在从位置A运动到位置B的过程中重力所做的功. 设计意图：知道重力做功的特点 解析： 由于重力做功与通过的路径无关，只决定于物体的重力mg和物体初末位置的高度差，所以物体由A位置运动到B位置，虽然先运动到地面再回到B高度，但初末位置的高度差是H-h，那么重力做功为W=mg（H-h）. 答案： mg（H-h） 思维总结：重力做功仅由重力和初末位置的高度差决定. 误区警示：重力做功与物体受到几个力的作用以及物体做什么性质的运动等因素无关.[高考资源网]拓展练习1-1： 若小球沿不同的山坡Ⅰ和Ⅱ从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为（ ） A.沿山坡Ⅰ重力做功大 B.沿山坡Ⅱ重力做功大 C.沿山坡Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大 D.条件不足，不能判断 例2：如图所示，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面0.4 m 的支架上. （1）以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少？ （2）以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少？ 设计意图：重力势能的计算 思路分析： 计算重力势能时，应找到参考平面，然后找到物体相对参考平面的高度，由Ep=mgh计算...com 解析： （1）以地面为参考平面，物体的高度h1=1.2 m，因而物体的重力势能为 Ep1=mgh1=2×9.8×1.2 J=23.52 J 物体落至桌面时重力势能为 Ep2=mgh2=2×9.8×0.8 J=15.68 J 物体重力势能的减少量ΔEP=Ep1-Ep2=7.84 J （2）同理以桌面为参考平面时： Ep1′=7.84 J，Ep2′=0，故物体落至桌面时重力势能的减少量ΔEp′=7.84 J. 答案： （1）23.52 J 重力势能减少量为7.84 J （2）7.84 J 重力势能减少7.84 J 思维总结：重力势能的大小具有相对性，与参考平面的选取有关，而重力势能的变化是末状态的重力势能与初状态的重力势能之差.与参考平面的选取无关，是绝对的. 拓展练习2-1： 如图，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是 （ ） A.mgh 减少mg（H-h） B.mgh 增加mg（H+h） C.-mgh 增加mg（H-h） D.-mgh 减少mg（H+h） 例3：如图所示，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？ 设计意图：重力做功和重力势能变化的关系 思路分析： 把砖由平放地面上到把它们一块块地叠放起来做的功至少等于砖增加的重力势能，可用整体法和归纳法两种方法求解. 解析：法一： 整体法 取n块砖的整体为研究对象，如图7-4-7所示叠放起来后整体重心距地面nh，原来距地面，故有： W=ΔEp=nmg·（nh）-nmg·（h） = n（n-1）mgh. 法二： 归纳法 第1块砖增加的重力势能为0