2023上教资面试试讲教案:《重力势能》—高中物理

来源:招教网时间:2023-01-17责任编辑:zjw2

关键词: 教师资格证

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【课型课时】新授课  1课时

【教学目标】

1、知识与技能目标:

(1)理解重力势能的概念,强调“势”的含义,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和系统性。

2、过程与方法目标:

用所学功的概念推导重力做功与路径的关系,亲身感受知识的建立过程。

3、情感、态度与价值观目标:

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。

【教学重难点】

1、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。

2、教学难点:重力势能的相对性和系统性。

【教具】多媒体课件

【教学方法】启发、引导、讲练结合。

【教学过程】

一、导入

我们在追寻守恒量一节中找到了一个不变的量,并把它叫作能量。对于能量是如何来定义或是量度的呢?我们物理学中是通过功能关系来定义,并规定:功是能量转化的量度。实际上,物体做功的过程就是能量转化的过程。比如:把一个质量为m的物块举高,物块要克服重力做功的过程中,同时伴随着它的重力势能也在变化。这节课,我们就从重力做功的角度来定量地研究重力势能的表达式。[板书:重力势能]

二、讲授新课

1.重力做的功[板书]

提问1:前面我们提到恒力做功(除摩擦力外)有什么特点?如图1,小球在力F作用下由A点运动到B点过程中,力F做功怎么求?


(学生)答:恒力做功与物体运动的路径无关,只与初末位置有关。力F做的功为:

总结:对于给定的物体,其重力所做的功应该也有这个特点。

(1)重力做功的特点:

重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关,与物体运动的路径无关。

[板书]

提问2:怎么来证明呢?(让学生看书思考一下)

教师提示:如图2所示,物体由A点沿三条不同的路径运动到B点的过程中,重力做的功为多少?(这里用到了微元思想)



总结:在这个过程中,重力所做的功都为:,得证重力做功与其运动路径无关,只与初末位置有关。

扩展:对于今后凡是碰到哪个力做功与路径无关,我们都可以引入一个相应的势能概念。

(2)重力做功的表达式:

提问3:回过来看一看,既然功是能量转化的量度,表达式的右边表示的是什么?

总结:表示的能量之差,mgh1、mgh2就应该是物体在初末位置所对应的能量。也就是说mgh就是我们寻找的重力势能的表达式。

2.重力势能[板书]

(1)定义:物体所受的重力与其所处的高度的乘积。

(2)表达式:

(3)理解:①状态量,②标量,③单位:焦耳(J)。

(4)特点:

①具有相对性。因高度h具有相对性,重力势能也具有相对性。

提问4:对于讲桌上的粉笔盒,它所处的高度是多少?(等待学生思考)

要确定高度就必须先确定一个参考平面。我们把所选的参考平面认为势能为零。物体处在零势能面之上,就认为势能为正;处在零势能面之下,就认为势能为负。

提问5:物体大小形状不能忽略时,它距参考平面的高度怎么来确定?(等待学生思考)物体大小形状不能忽略时,它距参考平面的高度应是物体重心到参考面的高度。如图3所示。


②重力势能有正负,正负表示大小。

③具有系统性。物体的重力是地球施加的,如果没有地球,就不可能受到重力作用。重力势能

应该归物体和地球所共有的。

例1  如图4所示,质量m=0.5kg的小球,从桌面以上高h1=1.2m的A点下落到地面的B点,桌面高h2=0.8m。


(1)在表格中的空白处按要求填入数据。


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