第2节势能的变化.docVIP

《势能的改变》教学案例设计 温州中学 韩叙虹 【教材分析】 “势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从功能关系、能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律做好准备。 【学生分析】 1．高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思 维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片画面来支持。 2．学生在初中时已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的学习重力势能。 3．学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。 【教学目标】 ㈠知识与技能 1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。 2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。 3．理解重力功是物体重力势能变化的量度。 ㈡过程与方法 1．经历发散思维和理论探究归纳能力 2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法 ㈢情感态度与价值观 1．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。 2．预防高空坠物的社会公德教育，增强民族自豪感和荣誉观念。 3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。 【重点难点】 重点：重力势能的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。 【设计思想】 本节课的教学方 法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。 通过惊心动魄的雪崩视频引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究；通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。 1 【教学过程】 一、新课引入 作为南方的我们看到一个冰天雪地、 广袤无垠的银色世界， 它带给人们是圣洁、 平和、 宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。 一面面白茫 茫的雪墙排山倒海而来， 你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难，我们将其形容为白色的灾难。 为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？是因为它们具有能量。只要一有机会，就 会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。 （功是能量变化的量度， 能量的变化通过做功来实现 ） 定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。 用 EP 表示。 二、教学过程 （一）重力势能 ◆ 第一层次：探究 EP=mgh ▲提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？ ▲建立假设 师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。生：高度有关。①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。②例如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就 会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之 上，那一定会让你如坐针毡。 “禁止高空抛物” ；高层建筑在施工时必须有“工程防护网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险） 生：①与物体的质量（重力）有关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃， 就不会觉得可怕。②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是 200 千克的杠铃，你有何感受？ 生：与质量和高度都有关系。 ..（教师做好对学生的即时性评价） ▲检验假设 ①实验定性检验 出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶） 、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。 以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果明显，可见度大。 教师演示，要求通过 3 个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。 [教师引导 ] 前面我们已学过， 物体所具有能量越大，对外做功的本领就越强 。 得到： 同一高度的物体：质量越大，重力势能越大； 质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。 ②理论定量推导 师：功是能量变化的量度 ，我们可否通过“力做了多少功，对应的重力势能就有多少 2 发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。 你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力 mg 和高度 h 的关系。 学生讨论、设计物理过程，并发表自己的设想。 可能的设想：（教师随手演示） m m h