這是重力勢(shì)能教具，是優(yōu)秀的物理教案文章，供老師家長(zhǎng)們參考學(xué)習(xí)。

重力勢(shì)能教具第 1 篇

一、教學(xué)目標(biāo)：

高中物理《重力勢(shì)能》教案

　　（一）知識(shí)與技能

　　1．理解重力勢(shì)能的概念，強(qiáng)調(diào)“勢(shì)”的含義，會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算。

　　2．理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)。

　　3．知道重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性。

　　（二）過(guò)程與方法

　　用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系，親身感受知識(shí)的建立過(guò)程。

　　（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

　　滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。

　　二、教學(xué)重難點(diǎn)：

　　1.教學(xué)重點(diǎn)：重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系。

　　2.教學(xué)難點(diǎn)：重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性。

　　三、教學(xué)過(guò)程：

　　(一）新課引入

　　我們?cè)谧穼な睾懔恳还?jié)中找到了一個(gè)不變的量，并把它叫作能量。對(duì)于能量是如何來(lái)定義或是量度的呢？我們物理學(xué)中是通過(guò)功能關(guān)系來(lái)定義，并規(guī)定：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。實(shí)際上，物體做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。比如：把一個(gè)質(zhì)量為m的物塊舉高，物塊要克服重力做功的過(guò)程中，同時(shí)伴隨著它的重力勢(shì)能也在變化。這節(jié)課，我們就從重力做功的角度來(lái)定量地研究重力勢(shì)能的表達(dá)式。[板書(shū)：重力勢(shì)能]

　　(二)新課教學(xué)

　　1．重力做的功[板書(shū)]

　　提問(wèn)1：前面我們提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特點(diǎn)？如1，小球在力F作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，力F做功怎么求？

　　(學(xué)生)答：恒力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。力F做的.功為：。

　　總結(jié)：對(duì)于給定的物體，其重力所做的功應(yīng)該也有這個(gè)特點(diǎn)。

　　（1）重力做功的特點(diǎn)：

　　重力對(duì)物體做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。[板書(shū)]

　　提問(wèn)2：怎么來(lái)證明呢？（讓學(xué)生看書(shū)思考一下）

　　教師提示：如2所示，物體由A點(diǎn)沿三條不同的路徑運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力做的功為多少？（這里用到了微元思想）

　　總結(jié)：在這個(gè)過(guò)程中，重力所做的功都為：，得證重力做功與其運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。

　　擴(kuò)展：對(duì)于今后凡是碰到哪個(gè)力做功與路徑無(wú)關(guān)，我們都可以引入一個(gè)相應(yīng)的勢(shì)能概念。

　　（2）重力做功的表達(dá)式：。

　　提問(wèn)3：回過(guò)來(lái)看一看，既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，表達(dá)式的右邊表示的是什么？

　　總結(jié)：表示的能量之差，、就應(yīng)該是物體在初末位置所對(duì)應(yīng)的能量。也就是說(shuō)就是我們尋找的重力勢(shì)能的表達(dá)式。

　　2．重力勢(shì)能[板書(shū)]

　　（1）定義：物體所受的重力與其所處的高度的乘積。

　　（2）表達(dá)式：。

　　（3）理解：①狀態(tài)量，②標(biāo)量，③單位：焦耳（J）。

　　（4）特點(diǎn)：

　　①具有相對(duì)性。因高度h具有相對(duì)性，重力勢(shì)能也具有相對(duì)性。

　　提問(wèn)4：對(duì)于講桌上的粉筆盒，它所處的高度是多少？（等待學(xué)生思考）

　　要確定高度就必須先確定一個(gè)參考平面。我們把所選的參考平面認(rèn)為勢(shì)能為零。物體處在零勢(shì)能面之上，就認(rèn)為勢(shì)能為正；處在零勢(shì)能面之下，就認(rèn)為勢(shì)能為負(fù)。

　　提問(wèn)5：物體大小形狀不能忽略時(shí)，它距參考平面的高度怎么來(lái)確定？（等待學(xué)生思考）

　　物體大小形狀不能忽略時(shí)，它距參考平面的高度應(yīng)是物體重心到參考面的高度。如3所示。

　　②重力勢(shì)能有正負(fù)，正負(fù)表示大小。

　　③具有系統(tǒng)性。物體的重力是地球施加的，如果沒(méi)有地球，就不可能受到重力作用。重力勢(shì)能應(yīng)該歸物體和地球所共有的。

　　例1 如4所示，質(zhì)量m=0.5kg的小球，從桌面以上高h(yuǎn)1=1.2m的A點(diǎn)下落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m。

　　（1）在表格中的空白處按要求填入數(shù)據(jù)。

　　所選擇的的參考平面

　　小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能

　　小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能

　　整個(gè)過(guò)程中小球重力做的功

　　整個(gè)下落過(guò)程中小球重力勢(shì)能的變化

　　桌面

　　地面

　　（2）如果下落時(shí)有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)是否會(huì)改變？

　　3．重力勢(shì)能與重力做功的關(guān)系[板書(shū)]

　　上面重力做功的表達(dá)式就可以寫(xiě)成：。

　　討論：當(dāng)重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能就要減小，即。當(dāng)重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能就要增加，即。

　　重力勢(shì)能的變化定義為：。（與參考面的選取無(wú)關(guān)。）

　　提問(wèn)6：我們發(fā)現(xiàn)例1中，整個(gè)過(guò)程中小球重力做的功與整個(gè)下落過(guò)程中小球重力勢(shì)能的變化成什么關(guān)系？

　　總結(jié)：重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系：。

　　例2 質(zhì)量為m的均勻鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始放在光滑的水平桌面上時(shí)，有的長(zhǎng)度懸在桌面邊緣，如5所示，松手后，鏈條滑離桌面，問(wèn)從開(kāi)始到鏈條剛滑離桌面過(guò)程中重力勢(shì)能變化了多少？

　　四、課堂小結(jié)：

　　1．重力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)。

　　2．重力勢(shì)能：。

　　3．重力勢(shì)能具有相對(duì)性與系統(tǒng)性，具有正負(fù)且表示大小。

　　4．重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：。

　　五、作業(yè)布置：

　　課本66頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)第2、4題。

重力勢(shì)能教具第 2 篇

　⑴從重力勢(shì)能的定量描述、單位、量性及它的相對(duì)性中理解重力勢(shì)能的概念；

　　⑵理解重力勢(shì)能得變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)；

　　⑶了解彈性勢(shì)能。

　　能力目標(biāo)：

　　⑴學(xué)會(huì)從功和能的關(guān)系推導(dǎo)出重力勢(shì)能的表達(dá)式；

　　⑵在小實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究中，初步會(huì)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；

　　⑶在討論分析中激發(fā)質(zhì)疑探究意識(shí)，提高質(zhì)疑能力。

　　情感目標(biāo)：生活實(shí)驗(yàn)中激發(fā)物理研究興趣。

　　本節(jié)課著重解決了兩個(gè)問(wèn)題，即重力勢(shì)能及其對(duì)稱性；重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系，關(guān)于重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。這個(gè)關(guān)系由于與動(dòng)能定理的表述不一致，學(xué)生往往不易理解，教學(xué)是要結(jié)合一些實(shí)例，解開(kāi)學(xué)生的困惑。而難點(diǎn)是學(xué)生對(duì)重力勢(shì)能相對(duì)性的理解。教學(xué)中用與溫度的相對(duì)性類比的方法來(lái)突破這個(gè)難點(diǎn)。

　　學(xué)生對(duì)重力勢(shì)能在初中已初步形成定性概念，知道重力勢(shì)能是物體舉高而具有的能，故本課引入要喚醒學(xué)生對(duì)這些概念的記憶，為定量認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能打好鋪墊。學(xué)生在前一節(jié)課“動(dòng)能”學(xué)習(xí)中已體驗(yàn)定量研究的一些方法，這也為本課的研究學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。但估計(jì)學(xué)生對(duì)“Ep=mgh”會(huì)進(jìn)行公式化處理，出現(xiàn)只認(rèn)公式不認(rèn)理的現(xiàn)象，故引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“Ep=mgh”中的“h”正確認(rèn)識(shí)顯得尤為重要。高一學(xué)生的研究探索、質(zhì)疑提問(wèn)能力很薄弱，通過(guò)本課在培養(yǎng)策略要取得一點(diǎn)突破。

　　依據(jù)教學(xué)大綱的要求和教材內(nèi)容的特點(diǎn)、學(xué)生的特點(diǎn)，在本節(jié)教學(xué)中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)，探索得到結(jié)論，充分體現(xiàn)“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”的教學(xué)模式。

　　以下為本課教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)：

　　1、情景引入

　　展出三峽水庫(kù)大壩的模擬照片，讓學(xué)生欣賞圖片的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生思考、發(fā)問(wèn)，并啟發(fā)到水壩的作用是提高水位，使水具有重力勢(shì)能并引入課題，再提出問(wèn)題“建成后的三峽水庫(kù)可蘊(yùn)含多少水的重力勢(shì)能？” 激發(fā)學(xué)生對(duì)重力勢(shì)能學(xué)習(xí)的迫切欲望。

　　通過(guò)圖片情景，培養(yǎng)學(xué)生提問(wèn)能力，并從三峽大壩的氣勢(shì)中激發(fā)學(xué)生的民族自豪感；與學(xué)生交流中回憶初中所學(xué)重力勢(shì)能概念。

　　2、實(shí)驗(yàn)探究

　　在初中知識(shí)掌握的基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生用身邊的小物件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證重力勢(shì)能與哪些量有關(guān)（書(shū)落手上、筆穿紙巾），研究探索后，再讓學(xué)生自己總結(jié)得出結(jié)論，體現(xiàn)重力勢(shì)能是由物體質(zhì)量和相對(duì)位置決定的.能量。并讓學(xué)生猜想Ep與m、h的定量關(guān)系。

　　3、建立概念

　　重力勢(shì)能的大小是否與重力做功有關(guān)系？給學(xué)生三個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，例從某高度做自由落體，從光滑斜面由靜止滑下，沿曲面從與前兩者相同的初平面運(yùn)動(dòng)至同一末平面，讓學(xué)生運(yùn)算三種情況下重力的功《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì) ，類比于從動(dòng)能定理《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì) ，得到動(dòng)能的定量表達(dá)式，也從中得到重力勢(shì)能的定量關(guān)系：Ep=mgh。接著得到重力做功與重力勢(shì)能變化量的關(guān)系：《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì) ，從自由下落過(guò)程中的重力做功與重力勢(shì)能具體變化間的關(guān)系，幫助學(xué)生理解“-”和“=” 的含義。提供情景，物體越高，重力勢(shì)能越大嗎？展開(kāi)對(duì)=g中“h”的大討論，總結(jié)重力勢(shì)能是對(duì)于某個(gè)參考面來(lái)說(shuō)的。再討論中“h”含義。從中在學(xué)生互促學(xué)習(xí)中對(duì)重力勢(shì)能的相對(duì)性有真正地理解。

　　4、提出問(wèn)題

　　《重力勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì) ，E p=mgh中，“△h”與“h”的區(qū)別？引出重力勢(shì)能具有相對(duì)性。明確指出“△h”是絕對(duì)量，“h”是相對(duì)量，所以重力勢(shì)能是具有相對(duì)性的，要確定物體在某一狀態(tài)所具有的重力勢(shì)能，就必須首先選擇一零勢(shì)能面作參考。而后類比溫度來(lái)講明重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，啟發(fā)學(xué)生思考其正負(fù)的含義。

　　5、彈性勢(shì)能

　　小結(jié)重力勢(shì)能概念形成過(guò)程，結(jié)合情景圖片，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的共同點(diǎn)，都是由物體的相對(duì)位置決定的能量，并且都是客觀存在的能。

　　6、概括總結(jié),作業(yè)布置

　　必做題：P/45：1、3、5

　　本課較多采用的是情景討論法，教師不是簡(jiǎn)單的呈現(xiàn)問(wèn)題讓學(xué)生解決，而是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，并在強(qiáng)烈內(nèi)驅(qū)作用下進(jìn)入學(xué)生小組合作探究、討論過(guò)程，使研究性學(xué)習(xí)方式滲透到學(xué)科課堂教學(xué)中，一節(jié)課上盡可能有實(shí)驗(yàn)可操作、有問(wèn)題可討論、有平臺(tái)可交流。在該教法中，教師對(duì)學(xué)生討論過(guò)程的把握顯得尤為重要，對(duì)學(xué)生的問(wèn)題、討論點(diǎn)的評(píng)價(jià)要及時(shí)，并能產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)。

重力勢(shì)能教具第 3 篇

一、素質(zhì)教育目標(biāo)高一物理重力勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)

　　（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn)

　　1．知道重力勢(shì)能的定義。

　　2．理解重力勢(shì)能的計(jì)算公式，知道重力勢(shì)能是標(biāo)量，單位是焦耳。

　　3．理解重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。

　　4．知道重力勢(shì)能的值是相對(duì)的，理解重力勢(shì)能正負(fù)的含義。

　　5．了解彈性勢(shì)能，知道彈簧的彈性勢(shì)能的決定因素。

　　（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)

　　1．據(jù)重力做功的特點(diǎn)，推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)方式。

　　2．從能的轉(zhuǎn)化角度和功能關(guān)系來(lái)解釋和分析物理現(xiàn)象

　　（三）德育滲透點(diǎn)

　　1．培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)，崇尚科學(xué)的品質(zhì)

　　2．注意觀察和分析生活中的有關(guān)的物理現(xiàn)象，激發(fā)和培養(yǎng)探索自然規(guī)律的興趣。

　　（四）美育滲透點(diǎn)

　　讓學(xué)生體會(huì)到從自然現(xiàn)象中概括了來(lái)的物理概念具有的自然美，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)美。

　　二、學(xué)法引導(dǎo)

　　通過(guò)典型事例分析和實(shí)驗(yàn)演示來(lái)分析討論，指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、歸納。

　　三、重點(diǎn)難點(diǎn)疑點(diǎn)及解決辦法

　　1．重點(diǎn)

　　重力勢(shì)能大小的確定。

　　2．難點(diǎn)

　　重力勢(shì)能的相對(duì)性的理解，參考平面的選擇方法。

　　3．疑點(diǎn)

　　如何理解重力對(duì)物體做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值。

　　4．

　　1．演繹推導(dǎo)物體重力勢(shì)能的定義表達(dá)方式。

　　2．類比分析，舉例釋疑。

　　四、課時(shí)安排

　　1課時(shí)

　　五、教具學(xué)具準(zhǔn)備

　　彈簧、鐵球、木球、玻璃缸、細(xì)沙、長(zhǎng)木板，木塊。

　　六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)

　　1．教師利用實(shí)例來(lái)引入問(wèn)題，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生討論問(wèn)題，利用講解來(lái)加深對(duì)概念的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

　　2．學(xué)生觀察、分析、討論、總結(jié)，并通過(guò)實(shí)例分析來(lái)形成能力。

　　七、教學(xué)步驟

　　（一）明確目標(biāo)

　　（略）

　　（二）整體感知

　　在復(fù)習(xí)初中掌握的重力勢(shì)能有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)功的定義，推導(dǎo)出重力勢(shì)能的計(jì)算公式，并通過(guò)實(shí)例分析，理解重力勢(shì)能的相對(duì)性、正負(fù)含義等，并能準(zhǔn)確地計(jì)算重力勢(shì)能值。

　　（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程

　　【引入新課】

　　放錄像并講解：俄羅斯“和平號(hào)”空間站于2001年3月23日北京時(shí)間14時(shí)0分12秒所有殘片都已成功安全地墜入預(yù)定的南太平洋海域，墜毀過(guò)程極為壯觀美麗，137噸的龐然大物分解燃燒，天空中出一條條長(zhǎng)長(zhǎng)的金色軌跡。這是一個(gè)完美的告別，“和平號(hào)”的15年風(fēng)雨歷程將成為人類永恒的記憶。“和平號(hào)”的功績(jī)將永載史冊(cè)。

　　現(xiàn)提問(wèn)：“和平號(hào)”空間站墜落時(shí)，為什么會(huì)燃燒？

　　碎片燃燒時(shí)，溫度可達(dá)3000℃，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)？

　　現(xiàn)在，就講重力勢(shì)能。

　　1．重力勢(shì)能

　　回憶初中的知識(shí)，可知。

　　（l）定義：物體由于被舉高而具有的能量。

　　演示實(shí)驗(yàn)，用木球和鐵球先后從同一高度處自由下落，落入玻璃缸中的細(xì)沙中，觀察到什么現(xiàn)象？這說(shuō)明了什么？（鐵球深入細(xì)砂中的距離比木球要長(zhǎng)，這說(shuō)明，質(zhì)量大的物體在相同的高度時(shí)，重力勢(shì)能大，克服細(xì)砂阻力做功要多）

　　用鐵球在不同的高度處自由下落，先后落入玻璃缸中的細(xì)砂里，觀察到什么現(xiàn)象，這又說(shuō)明了什么？（鐵球在比較高的地方落下來(lái)，深入砂中的距離也比較長(zhǎng)，這說(shuō)明，同一個(gè)物體在比較高的地方重力勢(shì)能較大，克服細(xì)砂阻力做功要多）

　　綜上所述，物體的重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)。

　　現(xiàn)在來(lái)推導(dǎo)重力勢(shì)能的定量表達(dá)式：投球的質(zhì)量為，從高度為 的A點(diǎn)下落到高度為 的B點(diǎn)，如圖所示，重力所做的功為。

　　（2）重力勢(shì)能的表述式

　　物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢(shì)能是標(biāo)量，也是狀態(tài)量，其單位為。

　　（3）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系

　　重力做功也可以寫(xiě)成。

　　當(dāng)物體下落時(shí)，重力做正功， ，可設(shè) ，這說(shuō)明，重力做功，重力勢(shì)能 減少，減少的值等于重力所做的功。

　　同理，當(dāng)物體上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做負(fù)功也可以說(shuō)成物體克服重力做功。

　　這種功能關(guān)系不僅適合于直線運(yùn)動(dòng)，也適合于曲線運(yùn)動(dòng)，重力做功只跟物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初、末位置的高度差有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：一個(gè)物體的質(zhì)量為10g，把它置放在2樓的一張1高的桌面上，若樓房的每層樓高3，求此物體的重力勢(shì)能值？

　　（無(wú)法計(jì)算，因?yàn)闆](méi)有說(shuō)明物體的高度是以什么位置為零高度，從地面算起，物體的重力勢(shì)能 ，若從二樓樓面算起，物體的重力勢(shì)為 。對(duì)于不同的零高度點(diǎn)物體所對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能值也各不相同）

　　2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性

　　正如上例所述，要確定物體重力勢(shì)能 的大小，首先必須確定一個(gè)參考平面為零勢(shì)能面，若定了零重力勢(shì)能參考平面，物體在此平面的下方，物體的重力勢(shì)能就為負(fù)，如上例把三樓底板為零重力勢(shì)能平面物體的重力勢(shì)能。

　　由此看來(lái)，物體重力勢(shì)能的正負(fù)還表示重力勢(shì)能的大小，在參考水平面以上的.物體的重力勢(shì)能一定大于參考平面以下物體的重力勢(shì)能。

　　要特別指出的是：重力勢(shì)能的變化縣與零重力勢(shì)能參考平面選擇無(wú)關(guān)，就好像物體的高度值與選擇哪一點(diǎn)作為測(cè)量起點(diǎn)無(wú)關(guān)．至于選擇哪個(gè)水平面作為參考平面，可視研究，解決問(wèn)題的方便而定。

　　與重力勢(shì)能相類似，還有彈性勢(shì)能。

　　3．彈性勢(shì)能

　　演示實(shí)驗(yàn)：把水平放置的輕彈簧一端固定，另一端系一木塊，壓（或拉）木塊，使彈簧縮短（或伸長(zhǎng)）再釋放木塊，讓彈簧的作用力帶動(dòng)木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)。

　　可知，發(fā)生彈性形變的物體能對(duì)外界做功，因而具有能量，這種能量就叫彈性勢(shì)能，它存在于發(fā)生彈性形變的物體之中。

　　舉出除彈簧以外的彈性勢(shì)能存在的實(shí)例

　　彈性勢(shì)能的大小，與物體的性質(zhì)（如勁度系數(shù)）和形變量有關(guān)，可用實(shí)驗(yàn)演示彈簧形變量越大對(duì)外界做功可越多來(lái)說(shuō)明。

　　勢(shì)能又叫位能，它是由相互作用的物體的相對(duì)位置決定，機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的勢(shì)能是重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱。

　　（四）總結(jié)、擴(kuò)展

　　1．勢(shì)能有多種，與高度有關(guān)的重力勢(shì)能和與形變有關(guān)的彈性勢(shì)能是力學(xué)中的兩種，在熱力學(xué)中有分子勢(shì)能，在電磁學(xué)中有電勢(shì)能等。

　　2．勢(shì)能是存在于有相互作用的物體之間，它是屬于有相互作用兩部分物體即物體系的，但不是有相互作用物體之間就有勢(shì)能存在，比如物體間的相互作用是摩擦力，但它們就不存在什么勢(shì)能。

　　3．勢(shì)能都是相對(duì)量，只有先走零勢(shì)能參考平面，勢(shì)能才有確定的值。

　　八、布置作業(yè)

　　P146練習(xí)四（2）（4）（5）

　　九、板書(shū)設(shè)計(jì)

　　1．重力勢(shì)能

　　（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量。

　　（2）重力勢(shì)能的表達(dá)公式。

　　（3）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。

　　物體下落

　　物體上升

　　2．重力勢(shì)能具有相對(duì)性。

　　定了參考平面，物體重力勢(shì)能才有確定值。

　　重力勢(shì)能的變化與參考平面選擇無(wú)關(guān)。

　　3．彈性勢(shì)能

　　十、背景知識(shí)與課外閱讀

　　用能量最低原理求解兩例物理題

　　高中化學(xué)中講到“能量最低原理”在不違背泡利原理的情況下，核外電子總是盡先安排布在能量最低的軌道上，電子在該軌道上，處于穩(wěn)定狀態(tài)，其實(shí)，能量最低原理也適用于物體系物體系的穩(wěn)定狀態(tài)與系統(tǒng)的勢(shì)能有關(guān)，勢(shì)能越小則狀態(tài)越穩(wěn)定。物體系在不受外力的情況下，總處在勢(shì)能最小的狀態(tài)，即穩(wěn)定狀態(tài)。下面利用能量最低原理，求解兩例物理題。

　　［例1］ 一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，重為 G ，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩索AB的重心位置（ ）

　　A．逐漸升高 B．逐漸降低

　　C．先降低后升高 D．始終不變

　　解析：由能量最低原理知，物體在靜止情況下，總處于能量最低狀態(tài)（即穩(wěn)定狀態(tài)）．該狀態(tài)下重力勢(shì)能最小．故施力F后，細(xì)繩重心上升，故選答案A。

　　［例2］ 如圖所示．容器A、B中各有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下面是水．大氣壓恒定，A、B底部由帶閥門的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱，原先A中的水面比B中的高，打開(kāi)閥門，使A中的水逐漸向B中流，在這個(gè)過(guò)程中（ ）

　　A．大氣壓力對(duì)水做功，水的內(nèi)能增加

　　B．水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能不變

　　C．大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能不變

　　D．大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能增加

　　解析：由能量最低原理可知，打開(kāi)閥門見(jiàn)水達(dá)到平衡時(shí)應(yīng)具有最小勢(shì)能，故在打開(kāi)閥門至平衡過(guò)程中，水的重力勢(shì)能減小．又由題意知整個(gè)裝置與外界絕熱，因此由能量守恒得，重力勢(shì)能的減少量轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，故選答案D。

　　十一、隨堂練習(xí)

　　1．下面關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中，正確的是（ ）

　　A．地球上的任何一個(gè)物體的重力勢(shì)能都有一個(gè)確定的值。

　　B．從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或下拋，落到地面時(shí)，物體的重力勢(shì)能 變化是相同的。

　　C．在不同高度的物體具有的重力勢(shì)能可能相同。

　　D．低于零重力勢(shì)能面的物體的重力勢(shì)能一定小于在零重力勢(shì)能平面以上物體的重力 勢(shì)能。

　　2．如圖所示，質(zhì)量為的物體置于水平地面上，其上表面豎立直著一根輕彈簧，彈簧長(zhǎng)為 ，勁度系數(shù)為，下端與物體相連接，現(xiàn)將彈簧上端緩緩豎直向上提起一段距離L，使物體離開(kāi)地面，這時(shí)物體重力勢(shì)能增加。

　　3．一根質(zhì)量分布不均勻的金屬鏈條重30N，長(zhǎng)1，盤曲在水平地面上，當(dāng)從鏈條的A端慢慢提起鏈條到使它的另一端B恰好離開(kāi)地面需做功12，如改從B端慢慢提起鏈條使鏈條A端恰好離開(kāi)地面需要做功多少？

　　4．如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為的小球從離桌面高為H處自由下落，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為零，則小球落到地面前瞬間的機(jī)械能為（ ）

　　A．B．

　　C．D．

　　5．如圖所示，物體從A點(diǎn)出發(fā)，沿3條不同的軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則在移動(dòng)的過(guò)程中重力做功的情況是（ ）

　　A．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多

　　B．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多

　　C．沿路徑運(yùn)動(dòng)，重力做功最多

　　D．無(wú)論沿哪條路徑，做功都一樣多

　　6．質(zhì)量為1g的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落1s時(shí)，物體的動(dòng)能為 ，物體的重力勢(shì)能減少了 。

　　答案：1．BCD 2． 3．18 4．B 5．D 6．50 50

重力勢(shì)能教具第 4 篇

一.教學(xué)目的：

高一物理重力勢(shì)能的優(yōu)質(zhì)課教案

　　1.能正確計(jì)算物體或物體系的重力勢(shì)能.

　　2.會(huì)用重力勢(shì)能的變化求重力的功。

　　3．復(fù)習(xí)動(dòng)能定理，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

　　二.教學(xué)難點(diǎn)：

　　1.能正確計(jì)算物體或物體系的重力勢(shì)能.

　　2.會(huì)用重力勢(shì)能的變化求重力的功。

　　三.教學(xué)方法：

　　講授、練習(xí)、討論

　　四.教具

　　長(zhǎng)方體木塊、鐵鏈、木棒等

　　五.教學(xué)過(guò)程：

　　（一）復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課

　　上一節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，并回答下列問(wèn)題：

　　1. 重力勢(shì)能是怎樣定義的？如何計(jì)算重力勢(shì)能？

　　2. 重力做功有何特點(diǎn)？

　　3. 重力勢(shì)能的變化和重力做功有何關(guān)系？

　　本節(jié)學(xué)習(xí)用重力勢(shì)能的變化求重力的功在解題中的應(yīng)用。

　　（二）進(jìn)行新課

　　例題1：盤在地面上的一根不均勻的金屬鏈重G=30N，長(zhǎng)L=1,從一端緩慢提起至另一端恰好離開(kāi)地面時(shí)需做功10，金屬鏈重力勢(shì)能增加 ，此時(shí)金屬鏈重心位置距地面 .如果改從另一端緩慢提起至金屬鏈恰好離地面需做功 。

　　學(xué)生先做，然后評(píng)講。

　　解析：從一端緩慢提起至另一端恰好離開(kāi)地面時(shí)需做功10，金屬鏈重力勢(shì)能增加ΔEP=Gh1=10, 此時(shí)金屬鏈重心位置距地面h1=0.33. 如果改從另一端緩慢提起至金屬鏈恰好離地面需做功W2=G(L-h1)=20.

　　例題2：如圖1所示，一個(gè)人通過(guò)定滑輪勻速地拉起質(zhì)量為 的物體，當(dāng)人沿水平地面從A點(diǎn)走到B點(diǎn)時(shí)，位移為S，繩子方向與豎直方向成α角，原先繩子方向豎直，不計(jì)阻力，則人拉物體所做的功為多少？

　　解析：由于人拉繩的力的方向不確定，不能用功的'定義式來(lái)計(jì)算人所做的功，須通過(guò)動(dòng)能定律來(lái)計(jì)算人所做的功。而重力的功根據(jù)重力做功的特點(diǎn)可得：WG=gh=g ).

　　由動(dòng)能定律可得：W-WG=0-0

　　所以人所做的功為： 。

　　例題3：以20/s的初速度，從地面豎直向上拋出一物體，它上升的最大高度是18。如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力的大小不變，則物體在離地面多高處，物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。(g=10/s2)（以地面為零勢(shì)點(diǎn)）

　　解析：以物體為研究對(duì)象，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖2，設(shè)物體上升到h高處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等

　　此過(guò)程中，重力阻力做功，據(jù)動(dòng)能定理有：

　　物體上升的最大高度為H

　　由式①，②，③解得h=9.5

　　設(shè)物體下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)距地面h′處動(dòng)能等于重力勢(shì)能，運(yùn)動(dòng)草圖如圖3所示。

　　據(jù)動(dòng)能定理有：

　　解得h′=8.5

　　注意：在此較復(fù)雜的問(wèn)題中，應(yīng)注意不要出現(xiàn)漏解。比較好的方法就是逐段分析法。本題很容易漏解，要求學(xué)生仔細(xì)審題，問(wèn)物體離地面多高處，物體動(dòng)能與重力勢(shì)相等，一般人首先是將問(wèn)題變形為上升過(guò)程中什么位置動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。而實(shí)際下落過(guò)程也有一處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。

　　例題3:有一質(zhì)量為，邊長(zhǎng)為a的正方體與地面之間的摩擦因素μ=0.3。為使它水平移動(dòng)距離a,可以采用將它翻倒或向前勻速平推兩種方法。則： （ ）

　　A．將它翻倒比平推前進(jìn)做的功少。

　　B．將它翻倒比平推前進(jìn)做的功多。

　　C．兩種情況做功一樣多。

　　D．翻倒時(shí)不做功。

　　解析：物體被平推著勻速前進(jìn)，推力與摩擦力相平衡。翻倒則要克服物體重力做功。

　　勻速平推時(shí)：F=f=μg,因而物體被平推著前進(jìn)，外力對(duì)物體所做的功為：W1=Fa=μga=0.3ga.

　　將物體推導(dǎo)前進(jìn) a, 如圖4所示。在翻倒過(guò)程中，立方體將繞其中一條棱（如A）轉(zhuǎn)動(dòng)。僅在使其對(duì)角線AC轉(zhuǎn)到豎直過(guò)程中（以后，稍有一傾側(cè)，立方體會(huì)在重力作用下翻倒）這個(gè)過(guò)程中外力所做的功，就是使立方體的重心O升高所增加的重力勢(shì)能，所以外力做功為：W2=ΔEP=g( .

　　因而推著物體勻速前進(jìn)比翻倒前進(jìn)相同距離所做的功多。

　　課堂堂討論：

　　1．質(zhì)量為1g的物體從靜止開(kāi)始，經(jīng)過(guò)去時(shí)3S落地，落地時(shí)速度為10/s ，若重力加速度為g=10/s2，則在此過(guò)程中：

　　A．物體的重力勢(shì)能減少了50；

　　B．物體的動(dòng)能增加了100；

　　C．重力對(duì)物體做功150;

　　D．物體克服阻力做功.

　　2.一彈性小球質(zhì)量為,距地面高度為 h處以初速度V0豎直上拋，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力為f,與地面碰撞時(shí)，能量損失不計(jì)，則它最后停在地面上重力做功為多少？它在運(yùn)動(dòng)停止前通過(guò)的總路程為多少？

　　（三）、課堂小結(jié)：

　　1．由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末兩點(diǎn)位置的高度差有關(guān)，因此，在計(jì)算重力做功就不需要考慮過(guò)程，只看始末位置。這使重力功的計(jì)算變得簡(jiǎn)便。

　　2．重力勢(shì)能的變化只與重力做功有關(guān)，與其它外做功情況無(wú)關(guān)。因此在計(jì)算重力勢(shì)能的變化時(shí)只看重力做功的多少即可。

　　（四）、課外作業(yè)：

　　1．用恒力F向上拉一物體，使其由地面處開(kāi)始加速上升到某一高度。若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中

　　A.力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量

　　B.物體克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量

　　C.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力勢(shì)能的增量

　　D.力F和阻力的合力所做的功等于物體機(jī)械能的增量。

　　2．一人將一質(zhì)量為的物體舉高h(yuǎn)并獲得速度Ｖ，則：

　　Ａ.合力對(duì)物體做功為gh + v2 ； Ｂ.人對(duì)物體做功為gh + v2 ；

　　Ｃ.人對(duì)物體做功為gh； Ｄ.人對(duì)物體做功為 v2 。

　　3．如圖5，物體Ａ的質(zhì)量為，置于水平地面上，其上表面豎直連著一根輕彈簧，彈簧的自由長(zhǎng)度為Ｌ，倔強(qiáng)系數(shù)為Ｋ，現(xiàn)將彈簧上端Ｐ緩慢地豎直上提一段距離Ｈ，使重物離開(kāi)地面，這時(shí)重物的重力勢(shì)能為（設(shè)地面的重力勢(shì)能為零）：

　　Ａ.g(H ) Ｂ.g(H +g/)

　　Ｃ.g(H ) Ｄ.g(H )。

　　4．質(zhì)量為的物體，從靜止開(kāi)始以a=g/2的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h米，下列說(shuō)法中 的是：

　　Ａ．物體的動(dòng)能增加了gh/2 Ｂ．物體的機(jī)械能減少了gh/2

　　Ｃ．物體的勢(shì)能減少了gh/2 Ｄ．物體的勢(shì)能減少了gh。