《重力做功与重力势能变化的关系》导学案
7.4重力势能导学案
7.3《重力势能》导学案班级姓名小组高一物理组【学习目标】1．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．2．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．3．知道重力势能的相对性．【重点难点】重点：重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系难点：重力势能的系统性、相对性，正负的含义【导学流程】一、回顾旧知力对物体做功的两个要素：_________和__________；重力的方向如何？二、新知学习物体重力势能发生变化时，必然牵扯到重力做功，物体下降时，重力做正功，重力势能减小；物体被举高时，重力做负功，重力势能增大。
因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。
（一）重力做的功思考：重力做功与什么因素有关呢？设一个质量为m的物体，从高度是h1的位置降到h2的位置，这几个过程重力做的功分别为：（1）图7．4-1：重力做功（2）图7．4-2：重力做功（3）图7．4-3：重力做功这三个运动过程重力做功有什么关系？；我们得到的结论：。
表达式：W G= .（二）重力势能重力势能的定义：。
重力势能的定义式：重力势能是（填矢量或标量）。
重力势能的单位：符号是重力做功与重力势能之间的关系式：即物体由高处向低处运动重力做 ，重力势能 ； 物体由低处运送到高处重力做 ，重力势能 。
（三）重力势能的相对性和系统性在研究重力势能是应该选择 。
在参考平面上，物体的重力势能为 ；在参考平面上方物体的重力势能为 ，表示重力势能比 的势能大； 在参考平面下方物体的重力势能为 ，表示重力势能比零势能面的势能 。
参考平面的选择是任意的，选不同的参考平面，重力势能是否相等？重力势能的差值是否相同？重力势能是 具有的。
三、深入学习（合作探究）如图所示，质量m=0．5kg 的小球,从桌面以上高ｈ１＝0.8ｍ的Ａ点下落到地面的Ｂ点，桌面高ｈ２=1.2m ．完成下列表格：四、迁移运用1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是（ ） A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少 B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值 D.重力做功的多少与参考平面的选取无关2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J ，则（ ） A.重力做功为50 J B.物体的重力势能一定增加50 J C.物体的动能一定减少50 J D.重力做了50 J 的负功3.以40 ｍ/s 的初速度竖直向上抛出一个物体，经过ｔ秒后，物体的重力势能是动能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s2，则ｔ的大小为（ ） A.2秒 B.3秒 C.4秒 D.5秒4.物体1的重力势能Ep 1=3J ，物体2 的重力势能Ep 2=－3J ，则（ ） A. Ep1= Ep2 B. Ep1＞Ep2 C. Ep1＜Ep2 D. 无法判断5.在离地80 m 处无初速释放一小球，小球质量为m =200 g ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2，取最高点所在水平面为零势能参考面。
《8.2重力势能》教学设计、导学案,同步练习
《8. 2重力势能》教学设计本节课所采用的教材是人教版高中物理必修第二册第八章第2节的内容。
本节内 容是肖•先引入重力势能概念时着重体现“从生活走向物理，从物理走向社会"的 基本概念，通过一些生活实例，让学生体验到高处物体具有潜在的能力一重力 势能。
通过例题总结出重力做功的特点和重力的功，接着，以例题计算引出高度具有相对性。
力势能与高度有关，在研究重力势能时应选取参考平面或零势能面。
在零势能上，物体的重力势能为零，解释®力势能“ +号的禽义。
其次，在掌握了势能零点的基础上，通过一道分组讣算，发现，选取不同的势能 平面，计算得出的重力做功的大小是一样的，从而得出结论：选择不同的参考平 面，物体在两个不同位置之间势能的差值是确定的，并不随参考平面的改变而改 变，即重力做功具有绝对性，最后讲解的是弹性势能的概念以及弹性势能跟形变 的大小有关系。
1•理解重力势能的概念，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。
4•理解弹性势能的概念及其物理意义。
5.知道弹性势能具有相对性。
物理观念：利用微元法和图象法计算变力做功的问题，理解®力势能与零势能面 的选择有关9是一个相对物理量，大小取决于到零势能面的高度。
科学思维：通过巫力做功和頃力势能的变化关系，推导出重力势能的表达式，体 验推导过程中获得新知的乐趣。
科学探究：根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式。
科学态度与责任：通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美，体会数理的 巧妙结合，激发学生求知欲和学习兴趣，学受成功的乐趣。
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
重力势能 单元 年级尚一教材分析教学 二、核心素养目标 教学重点重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。
教学难点教学过程教学环节教师活动学生活动设讣意图导入新课思考：打桩机的重锤从高处落下时，可以把水泥桩打进地里，为什么？出示动画：重力势能打桩机的重锤从高处落下时，重锤具有重力势能。
高中物理新教材《重力势能》导学案
2．重力势能1．知道重力做功与路径无关。
2．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
3．掌握重力做功与重力势能变化的关系，理解重力势能的相对性。
4．理解弹性势能的概念，掌握弹力做功与弹性势能变化的关系。
5．知道弹簧的弹性势能的大小跟弹簧劲度系数和形变量的关系。
1.重力做的功(1)表达式W G□01mgΔh＝□02mgh1－mgh2，其中Δh表示物体起点和终点的高度差，h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
(2)正负物体下降时重力做□03正功；物体被举高时重力做□04负功。
(3)特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的□05起点和□06终点的位置有关，而跟物体运动的□07路径无关。
2．重力势能(1)重力势能E p＝□08mgh，其中h表示物体所在位置的高度。
(2)单位：□09焦耳，与功的单位相同。
重力势能是□10标量，正负表示□11大小。
(3)重力做功与重力势能变化的关系①表达式：W G＝□12E p1－E p2。
②重力做正功，重力势能□13减少；重力做负功，重力势能□14增加。
3．重力势能的相对性(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于某一□17水平面来说的，这个□18水平面叫作参考平面。
在参考平面上，物体的重力势能取为□190。
(2)重力势能的相对性选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是□20不同的。
对选定的参考平面，上方物体的重力势能是□21正值，下方物体的重力势能是□22负值。
负值的重力势能，表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能□23小。
(3)重力势能的系统性严格地说，重力势能是□24地球与□25物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
4．弹性势能(1)弹性势能的概念发生□26弹性形变的物体的各部分之间，由于有□27弹力的相互作用而具有的势能，叫作弹性势能。
(2)弹性势能大小的影响因素①弹性势能跟□28形变的大小有关系。
在弹性限度内，弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的□29长度有关。
高中物理 《重力势能》导学案 新人教版必修
高中物理《重力势能》导学案新人教版必修1、认识重力做功与路径无关的特点。
2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
3、理解重力做功与重力势能的变化的关系。
4、知道重力势能具有相对性。
5、知道重力势能是物体和地球系统所共有。
学习探究★自主学习一、重力做功的特点：重力做功与_________________ 无关，只取决于__________________。
二、重力势能（1）重力势能是指____________________，表达式____________。
（2）重力势能的相对性：重力势能与__________________的选取有关。
但重力势能的改变与此_______ 。
（3）重力势能的系统性：属于_______________和________________组成的系统。
（4）重力势能的改变与重力做功的关系：表达式_____________。
重力做正功时，重力势能____________；重力做负功，重力势能__________。
★新知探究一、重力做功的特点1、分析比较课本P10图7、4-1、7、4-2、7、4-3中各种不同情况下重力所做的功与物体下落高度的关系。
2、由上述分析我们能得到什么结论？用表达式的形式如何描述?二、重力势能1、重力势能是依据什么引进来的？与哪些因素有关？2、什么是重力势能？公式是什么？3、重力做功与重力势能之间有何关系？三、重力势能的相对性与系统性1、为什么说重力势能具有相对性？2、什么是参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？3、选择不同的参考面，对哪些物理量有影响？有何影响？对哪些物理量没有影响？4、为何说势能是系统所共有的？★例题精析【例题】质量为3㎏的物体放在高4m的平台上，取平台为零势能面，求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？(4)若取地面为零势能面，物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？（g 取10m/s2）解析：【训练】水平地面上有一张高1m的桌子，现以桌面为零势能参考面，从桌面以上2m处，让一质量为2kg的物体自由下落，一直落到地面，求：（1）物体到达地面过程中重力势能的变化。
课上导学案
《重力势能》导学案高一物理编写：赵延涛时间：2012.6【学习目标导航】（一）知识与技能1、知道重力做功与路径无关的特点。
2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
3、理解重力做功和重力势能的变化的关系。
4、知道重力势能具有相对性。
5、知道重力势能是物体和地球系统所共有。
（二）过程与方法用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，感知知识建立的过程；利用生活中常见事物学会观察与思考；（三）情感、态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到解决物理问题的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣【课前预习基础知识梳理】一、自主学习：1、势能的概念：。
2、力做功的表达式：。
重力做功的特点：。
3、重力势能的概念：，重力势能的表达式：Ep= 。
4、重力势能是量，有无；单位：。
5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，物体的重力势能将_____；重力做负功，物体的重力势能将 ________。
6、物体的重力势能总是相对某个参考平面来说的，我们规定这个参考平面的重力势能为__________，参考平面选取不同，重力势能的数值就。
但重力势能的变化量ΔEp却与参考面的选择 _______关。
7、重力势能是这个系统共有的。
二、预习中你存在的问题(师生交流)12【课中探讨 重难点释疑】放录像：夯打物体视频夯打的物体为什么能够被打的结实？一、重力做功是否与路径有关？----求下列几种情况下重力的功(小组合作探究） ①如图，一个质量为m 的物体，从高度是h1位置，竖直向下运动到高度为h 2的位置。
②如图，质量为m 的物体从高度是h 1的A 点，沿着长为l 倾斜的直线AB 向下运动到高度为h 2的B 点。
③如图，质量为m 的物体从高度是h 1处的A 点沿曲线运动到高度为h 2的B 点。
【总结】重力做功的特点二、重力势能（小组合作探究，可设计生活中的实验进行定性研究） （1）G W = 1mgh -2mgh 中“mgh ”表示的含义？（2）怎样定量表示重力势能？推导重力势能的单位？重力势能是标量还是矢量？（3）能结合手边的东西设计一个实验方案吗？三、重力做功和重力势能的变化有什么关系？（1）起重机吊着质量为m 的物体沿着竖直方向向上运动h 高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?（2）起重机吊着质量为m 的物体沿着竖直方向向下运动h 高度的过程中，物体重力做正功还是负功，做功多少？物体重力势能增加还是减小，增加多少，减小多少?[讨论总结完成]物体由高处向低处运动，重力做 功时，重力势能 ， 的重力势能等于重力所做的功；物体由低处向高处运动时，物体克服重力做功（重力做 功）时，重力势能 ， 的重力势能等于物体克服重力所做的功。
重力势能物理教学设计
的重力势能
小球在B点的重力势能
桌面
地面
1. 所选取的参考平面为零势能面
2.重力势能是相对的，大小与零势能面有关
3.重力做功、重力做功与势能的关系
教师：提出思考问题，
例题2。在例1中的小球如果从A平面落到桌面上的C点，那么小球的重力势能改变了多少？是增加了还是减少了？如果从A平面落到桌面的B点呢？以地面为零势能面
演示实验二用一个小球下落从不同高度下落。观察小球陷入橡皮泥的深度
得出重力势能的表达式：Ep=mgh单位：J 标量
2.重力势能的相对性
教师：典型例题计算小球的机械能，探究重力势能的相对性
例题1：如图，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。
所选择的参考平面
(1）重力势能的概念和表达式
(2）重力做功和重力势能改变的关系
教学难点
(1)重力势能的系统系和相对性
教 学 过 程
导 学 案---理 脉 络
学生依据学案自学
引入：以我国水利工程—水电大坝视频为契机，引入重力势能的概念和表达式的讲解
视频来介绍重力势能在生活中的实际应用，把物理知识与生活中的物理事件相结合
预计五分钟
课堂探讨辨析
教学内容
学生活动
备注
教师：利用所学知识，对课堂探讨辨析题进行判断和改正
1）在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 （ ）
（2）在不同高度的物体，他们具有的重力势能可能相同 （ ）
（3）零势能参考平面确定后，如果物体的重力势能发生变化，则重力一定对它做了功 （ ）
（4）某一物体运动过程中，重力势能增大了10J，所以重力做正功（ ）
4.重力势能(学案)
第三节势能课标定位学习目标：1.理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性．2．知道重力做功和重力势能的改变的关系．3．理解重力做功与路径无关的特点．重点难点：重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系．自主导学1．物体的高度发生变化时，重力要做功，物体被举高时，重力做______功，物体下落时，2．重力做_______功．2．重力做功的特点物体运动时，重力对它做的功只跟它的____和____的位置有关，而跟物体运动的____无关．二、重力势能1．定义：物体由于______而具有的能量．2．大小：物体的重力势能等于它所受_______与所处_______的乘积，表达式为________.3．单位：______，与功的单位相同．4．重力做功与重力势能变化的关系表达式：WG＝E p1－E p2(1)当物体从高处运动到低处时，重力做__功，重力势能_______，即WG>0，E p1>E p2.(2)当物体由低处运动到高处时，重力做__功，重力势能_______，即WG<0，E p1<E p2.重力做负功也叫做物体____________．三、重力势能的相对性1．参考平面：物体的重力势能总是相对于某一______来说的，这个______叫做参考平面，在参考平面，物体的重力势能等于0.2．参考平面的选取：(1)选择不同的参考平面，物体的重力势能数值___________，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值________．(2)参考平面上方的物体重力势能为正，下方的物体重力势能为负，负号表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的少．说明：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而定，一般是以解决问题方便为原则．四、势能是系统所共有的重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的．说明：任何一种形式的势能，如分子势能、电势能等都是系统所共有的．要点突破一、重力做功的特点1.探究过程：如图7－4－1所示，质量为m的物体经三条不同的路径，从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置．图7－4－1第一次物体竖直向下运动(图中路径1)：重力所做的功WG＝mgh＝mg(h1－h2)＝mgh1－mgh2.第二次物体沿倾斜直线向下运动(图中路径2)：设倾斜直线与竖直方向成θ角，物体通过的距离为l ，则重力所做的功WG ＝mgl cos θ＝mgh ＝mg (h 1－h 2)＝mgh 1－mgh 2.第三次物体沿任意路径向下运动(图中路径3)：我们可以把整个路径分成许多很短的间隔，每一小段都可看成一段倾斜的直线，则重力所做的功WG ＝mg Δh 1＋mg Δh 2＋…＝mgh ＝mg (h 1－h 2)＝mgh 1－mgh 2.2．归纳总结：重力做的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，功的大小等于物重跟起点高度与终点高度之差的乘积．即时应用(即时突破，小试牛刀)1.如图7－4－2所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后再滚上另一斜面，当它到达14h 的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做的功为( )图7－4－2A.14mghB.34mgh C ．mgh D ．0 二、对重力势能的理解1．重力势能具有相对性重力势能的表达式E p ＝mgh 中的h 是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零．2．重力势能参考平面的选取是任意的视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面．3．重力势能的变化是绝对的尽管重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．4．重力势能是系统共有的倘若没有地球，就谈不上重力，那么物体也就不可能具有重力势能．所以，严格来说，重力势能是地球和物体所组成的“系统”共有的，而不是物体单独具有的．特别提醒：重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对大小．即时应用(即时突破，小试牛刀)例1．下列关于重力势能的说法中正确的是( )A ．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B ．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C ．一个物体的重力势能从－5 J 变化到－3 J ，重力势能变小了D ．重力势能减小时，重力对物体做正功三、重力做功与重力势能变化的关系物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改变与重力做功有关．重力势能的改变只由重力做功引起．如图7－4－3，质量为m 的物体，由A 点下落到B 点，A 点高度为h 1，B 点高度为h 2.在这个过程中，重力做功WG ＝mgh 1－mgh 2＝mg Δh .图7－4－3在这个过程中重力势能的改变量ΔE p ＝E p B －E p A ，所以重力做功和重力势能改变量的关系为WG ＝－ΔE p.这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而重力做负功，重力势能增加的道理．特别提醒：重力势能变化的多少是由重力做功来唯一量度的，跟物体所处的运动状态及是否受其他力或其他力是否做功无关．即时应用(即时突破，小试牛刀)例1．(2011年厦门高一检测) 关于重力做功和物体的重力势能，下列说法不正确的( )A ．重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B ．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C ．地球上任何一个物体的重力势能都是一个确定值D ．重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关典例精析题型一重力做功特点的应用例1. 质量为m 的小球从距地面高为h 处自由落下，碰地后弹起的高度为h 2，然后落下，碰地后再弹起，弹起的高度为h 4……，最后小球静止于地面上，求整个过程中重力做的功．【方法总结】重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置的高度差有关，这一点尤其在解一些往复运动或多个过程的问题时，可以省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入、一步求解，富于灵活性．变式训练1将一物体由A移至B，重力做功()A．与运动过程中是否存在阻力有关B．与物体沿直线或曲线运动有关C．与物体是做加速、减速或匀速运动有关D．与物体发生的位移有关题型二重力势能的计算例1. 金茂大厦是上海的标志性建筑之一，其主体建筑地上88层，地下3层，高420.5 m，是目前国内第一、世界第三的高楼，如图7－4－4所示．距地面341 m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底，质量为60 kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10 m/s2)图7－4－4(1)以地面为参考平面；(2)以第88层为参考平面；(3)以420.5 m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？【思路点拨】先求出选不同位置为参考平面时物体所处的高度，再根据重力势能的定义式求物体的重力势能．【方法总结】(1)计算重力势能时，必须首先选取零势能面．(2)比较物体在不同位置具有的重力势能的大小关系时，这两个位置的重力势能必须是相对同一个参考平面的．变式训练2如图7－4－5，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()图7－4－5A．mgh减少mg(H－h) B．mgh减少mg(H＋h)C．－mgh减少mg(H－h) D．－mgh减少mg(H＋h)三、巩固练习例1：沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上将一物体拉到顶端，谁克服重力做的功多？例2：不同质量的两个物体由同一地点以相同的动能竖直向上抛出，不计空气阻力，则这两个物体（）A．所能达到的最大高度和最大重力势能都相同B．所能达到的最大高度不同，但最大重力势能相同C．所能达到的最大高度和最大重力势能均不同D．所能达到的最大高度相同，但最大重力势能不同。
高中物理7.4重力势能导学案新人教版必修2(1)
7.4重力势能学习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学习难点重力势能的系统性和相对性学习目标知识与技能1理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算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4、了解弹性势能过程与方法1根据据功和能的关系，推导出重力势能的表达式2、学会从功和能的关系上解释和分析物理现象3、通过实验，使学生掌握科学的研究方法一一控制变量法；培养学生的实际操作能力4、通过对结果的分析，培养学生发散性思维，及分析、推理、归纳的能力情感态度与价值观1通过对实验操作、观察、讨论，以及得出本节课物理知识的过程和方法，激发学生探索的兴趣和热爱科学的精神2、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预习案先通读教材，熟悉本节课的基本概念和基本规律，完成“知识准备”、“教材助读”的问题。
（独立完成，限时10分钟）•知识回顾1在物理学中做功的快慢用—功率_表示。
功W跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率，公式P=W/t 。
2、功率的单位：在国际单位制中功率的单位是瓦特 _，另外常用单位还有—千瓦 _。
3、功率也可以用力和速度来表示，作用力方向与速度方向相同时，P= Fv _____ ，F恒定时，v是平均速度时，功率P指的是—平均功率 _，若v是瞬时速度，则功率P指的是瞬时功率_______________ 。
•新课预习1重力做功（1）物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做 _负_功，物体下降时，重力做正功。
（2）物体运动时，重力对它做的功只跟—物体 _和_地球_的位置有关，而跟物体运动的—路径_ 无关，可见物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积“ mgh，是一个具有特殊意义的物理量。
2、重力势能（1）物体的重力势能等于它所受—重力 _与所处的高度__________ 的乘积，表达式：_E=mgh __________ ，单位：____ 焦耳 ___ 。
机械能守恒定律导学案
大庆市第二十八中学物理研讨课《机械能守恒定律》导学案课程学习目标学习自主化1．了解机械能的各种形式，能分析动能与势能之间的相互转化的问题。
2．能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化的关系，推导机械能守恒定律。
3．理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和守恒条件。
4．在具体问题中，能判断机械能是否守恒并能列出机械能守恒的条件。
知识记忆与理解第一层级学习目标知识准备1.重力做功与重力势能变化的关系：W G = E P1 - E P22.弹力做功与弹性势能变化的关系：W K =3.合外力做功与动能变化的关系：W外=（动能定理）基础学习交流与能力提升知识问题化主题1：机械能能的概念：问题：阅读教材第75页“动能与势能之间的相互转化”标题下面的内容，完成下面的填空，并归纳出什么是机械能？在物体运动过程中动能与势能转化的原因是什么？（1）.物体沿光滑斜面下滑时能转化为能。
（2）.弓箭手拉弓射箭过程能转化为能。
（3）.物体冲上光滑斜面时能转化为能。
（4）. 能，能和能统称为机械能。
（5）.通过或者做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。
主题2：探究机械能守恒定律情景一：如图，质量为m的小球从光滑曲面上滚下，到A点时速度为v1，距地面的高度为h1，到B点时速度为v2，距地面的高度为h2。
1、小球的机械能由哪几种能量组成？在A、B两点的机械能分别如何表示？2、重力做功与重力势能的关系。
3、请写A、B过程的动能定理表达式。
4、观察上述两个表达式，你会发现A、B两点的机械能什么关系。
情景二：在情景一中，如果曲面是粗糙的。
1、重力做功与重力势能的关系。
2、请写A、B过程的动能定理表达式。
3、观察上述两个表达式，你会发现A、B两点的机械能什么关系。
4、减少的机械能哪里去了？根据情境景一和情景二，可以总结出小球机械能守恒的条件在只有做功的物体系统（研究对象是物体和地球组成的系统）内，能和能发生相互转化，但机械能的总量。
重力势能导学案
2011年06月鸡西四中高一物理必修二导学案编制：咸福加编号：17第四节重力势能导学案【学习目标】1、认识重力做功与路径无关的特点。
2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
3、理解重力做功与重力势能的变化的关系。
4、知道重力势能具有相对性。
5、知道重力势能是物体和地球系统所共有。
自主学习合作探究一、重力做功阅读教材第64页图7.4－1、图7.4－2、图7.4－3及“重力的功”部分。
完成下列问题。
1、看图7.4－1，根据力对物体做功的公式，计算物体由A点竖直向下运动到B点过程中重力做的功。
2、看图7.4－2，根据力对物体做功的公式，计算物体由A点沿倾斜面运动到B点过程中重力做的功。
3、看图7.4－3，根据力对物体做功的公式以及图象法（无限分割思想），计算物体由A点沿曲线运动到B点过程中重力做的功。
总结1、重力做功的关系式：2、重力做功的特点：【拓展训练一】如图，光滑斜轨道下端与光滑圆周轨道相接。
质量为m的小球从A点由静止释放经斜面进入圆周轨道后能通过轨道最高点C，求小球由A点运动到C点过程中重力做的功？二、重力势能阅读教材第64页“重力势能”部分，回答问题（1）计算重力势能的表示公式是什么？描述重力势能的单位及其含义。
（2）重力势能的变化和重力做功之间的关系是怎样的？写出它们之间的关系式。
参考平面选取与重力势能大小之间的关系：【拓展训练二】如图，小球m=0.5kg ，从桌面以上0.4m 的A 点落到地面的B 点，桌面离地面高度为0.8m ． (g=10m/s 2)三、重力势能的相对性和系统性阅读教材第65页“重力势能的相对性”和“势能是系统所共有的”两部分知识，回答问题：（1）什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？（2）通常选择哪一个平面为参考平面？（3）选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研究？（4）如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？（5）为什么说“势能是系统所共有的”？【课堂检测】1、关于重力势能的几种理解，正确的是( )A.重力势能的大小只是由物体本身决定的B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C.重力势能恒等于零D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题AB。
7.4重力势能导学案
第四节重力势能导学案【学习目标】1、认识重力做功与路径无关的特点。
2、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算。
3、理解重力做功与重力势能的变化的关系。
4、知道重力势能具有相对性。
5、知道重力势能是物体和地球系统所共有。
【重点难点】重点：重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系难点：重力势能的系统性、相对性，正负的含义【课前预习】认真阅读p64教材并结合图7．4—1、图7．4—2、图7．4—3，独立推导这几种情况下重力做的功。
在三种情况下重力做的功是否相等？由此可以得到什么样的结论? 重力做功的表达式是什么?【课堂合作探究】一、重力的功根据预习，请同学们完成下面二个问题1、重力做功的关系式：2、重力做功的特点：课堂评价：1、沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（）A．沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C．沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D．以上几种情况下克服重力所做的功一样多2、若物体m沿不同的路径I和II从A滑到B，如图所示，则 ( )A．沿路径I重力做功最大 B．沿路径II重力做功最大C．沿路径I和II重力做功一样大 D．条件不足不能判断二、重力势能认真阅读教材65、66页，回答下面几个问题1.物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量. 特殊意义在于什么？2.重力势能的表达式是什么?用文字怎样叙述?3.重力势能是矢量还是标量?重力势能的单位是什么?符号是什么?4、重力势能的相对性和系统性我们在研究一个物体重力势能时应先选择参考平面．参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地）在参考平面上方的物体的高度是 值，重力势能也是 值。
（2）在参考平面下方的物体的高度是 值，重力势能也是 值。
课例研究：重力做功与重力势能的变化
关于《重力做功与重力势能的变化》的课例研究杜攀雷（陕西省礼泉县第一中学礼泉 713200）摘要：本文通过上课、评课对重力做功与重力势能变化的研究，以寻求如何让教师更好把握本节知识，进行有效教学的最佳的教学方法。
关键词 : 重力做功重力势能重心一、教学设计1、教学任务分析重力做功与重力势能的变化是中学物理学习中最很重要的内容，同时也是以后学习机械能守恒定律的基础；本节课需要以功、功和能的关系等为知识基础。
本设计注重知识内容的探究过程，并且强调学生的参与。
在逐步形成概念规律的过程中，学生经历了学习、研究物理的一般方法，在运用物理规律解决社会生活中的问题的过程中体验学以致用的快乐并感悟物理与社会生活的紧密联系。
2、三维目标2.1、知识与技能2.1.1．深刻理解重力做功的特点及知道重力势能的定义。
2.1.2．理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。
2.1.3．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义，知道重力势能具有系统性。
2.1.4．理解重力做功与重力势能变化量的关系。
2.2、过程与方法2.2.1．根据重力做功，引导学生知道重力势能的表达方式。
2.2.2．通过数学变形推导，得出重力做功与重力势能变化的关系式。
2.2.3 . 通过典型试题讲解与练习，使学生掌握本节课的知识点。
2.3、情感、态度与价值观2.3.1．培养热爱科学，崇尚科学的品质2.3.2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。
3、重点·难点重点：重力势能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、及WG=Ep1-Ep2 关系的得出及应用4、课时安排：1课时5、教学环节5.1引入新课当物体自由下落时，重力对物体做正功，物体的运动速度增加，物体的动能增加，必有其他形式的能转化为物体的动能，是物体的重力势能,通过重力做功，将重力势能转化成动能。
势能的改变导学案
第二节势能的改变一．预习与检查学习目标：1.重力势能的定义2.重力势能的大小与零势能面的选取3.重力做功与重力势能改变的关系4.但形势能的定义重难点：1．重力做功与重力势能改变的关系2．强化做功是能量转化的量度的理解二．学习过程1．重力势能的定义：雪崩爆发就是冰雪所储存的重力势能以做功形势的释放。
请列举几个物体具有重力势能的例子：；；2 重力势能的大小与哪些因素有关？；其表达式为：3．重力势能是（标量或矢量），单位为4．重力做功与重力势能改变的关系：如图，质量为m的小球分别从高度h处垂直落下和从高度为h的斜面上滚下时，计算重力做的功分别为多少？两次情况下小球重力势能分别改变多少？总结分析重力做功的特点是什么？(1)重力所做的功只跟初位置和末位置的高度差有关，跟物体运动的路径无关。
(2)因为重力是恒力，大小恒定，方向总是竖直向下，根据恒力做功的公式可知，重力做功的大小由重力大小和重力方向上位移的大小即竖直方向上的高度差决定，与其他因素无关，所以只要起点和终点的位置相同，不论沿着什么路径由起点到终点，沿着直线路径也好，沿着曲线路径也好，重力所做的功相同。
重力做功和物体重力势能改变关系如何？1．重力对物体做正功时，物体的重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；2．重力对物体做负功(或者说物体克服重力做功)时，物体的重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功；3．其定量关系式为：W G=-△E P=E Pl-E P2即重力对物体所做的功等于物体重力势能的增量的负值。
4．要重力做功不等于零，重力势能就发生变化；也只有在重力做功不等于零时，重力势能才发生变化。
以上结论不管是否有其他力对物体做功，也不管物体怎样运动均成立。
例1．质量是50kg的人沿着长150m、倾角为30°的坡路走上土丘，重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?例2．一条长为L的铁链置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使另一端长为L1的一段下垂于桌边，如图所示，放手后铁链下滑，则当铁链全部通过桌面的瞬间，铁链具有的速率为多少？5．弹性势能(1) 定义：物体由于发生(弹性)形变而具有的能量叫弹性势能。
8.2重力势能导学案
高一物理教学案【高一班】2.重力势能的相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对的高度.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是的，但重力势能的差值 .(后两空选填“相同”或“不同”)3.标矢性：重力势能为量，其正负表示重力势能的大小.物体在参考平面上方时物体的高度为正值，重力势能为值；在参考平面下方时物体的高度为负值，重力势能为值.四、弹性势能1.定义：发生形变的物体的各部分之间，由于有的相互作用而具有的势能，叫弹性势能.2.影响弹性势能的因素(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变大小，弹簧的弹性势能就越大.(2)弹性势能跟劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数，弹性势能越大.即学即用：1.判断下列说法的正误.(1)重力做功一定与路径无关，只与该物体初、末位置的高度差有关.( )(2)重力势能Ep1＝10 J，Ep2＝－10 J，则Ep1与Ep2方向相反.( )(3)重力做功WG＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J.( )(4)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同.( )2.质量为m的物体(可视为质点)从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为__________，重力势能_____(填“减少”或“增加”)了__________.【合作探究】先独立思考，然后小组交流讨论，自主展示，教师反馈评价。
25min探究点一：重力做的功1.重力做功只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态、运动路径均无关.2.物体下降时重力做正功，W G＝mgh；物体上升时重力做负功，W G＝－mgh.3.重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，即恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关. 例 1 如图所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后，再滚上另一斜面，当它到达 的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为g)【小结】计算重力做功时，找出初、末位置的高度差Δh ，直接利用公式W G ＝mg Δh 即可，无需考虑中间的复杂运动过程.【对点训练】1、如图所示，长为2 m 、质量为10 kg 的一条细铁链放在水平地面上，从提起铁链一端直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做的功为多少？(g 取9.8 m/s 2)探究点二 ：重力势能1.重力势能：(1)重力势能Ep ＝mgh 具有相对性，与参考平面的选取有关，其中h 是相对参考平面的高度.当物体在参考平面下方h 处，重力势能Ep ＝－mgh.(2)重力势能是标量，但有正负，正负表示重力势能的大小.(3)重力势能的变化ΔEp 与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的.2.重力做功与重力势能变化的关系：W G ＝E p1－E p2＝－ΔEp(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力所做的功.(2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功.例2 如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m ，一物体(可看成质点)质量为2 kg ，放在桌面上方0.4 m 的支架上，则：(g 取9.8 m/s2)(1)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地面过程中重力势能的减少量；(2)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地面过程中重力势能的减少量；A.mgh 4B.3mgh 4C.mghD.0(3)比较以上计算结果，说明什么问题？【对点训练】2、(多选)物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是A.物体的高度一定降低了B.物体的高度一定升高了C.物体的重力势能一定是100 JD.物体的重力势能一定增加100 J探究点三：弹性势能1、(弹簧)弹性势能的影响因素：①弹簧的形变量x；②弹簧的劲度系数k.2.弹性势能与弹力做功的关系：弹性势能的变化只与弹力做功有关，弹力做负功，弹性势能增大，反之则减小.例3.如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？(2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？(3)在A、A′处弹性势能有什么关系？【对点训练】3、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是A.弹簧的弹性势能与其被拉伸(或压缩)的长度有关B.弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关C.同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D.弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体有关【作业】课本82页“练习与应用”1、2、4。
《重力做功与重力势能变化的关系》教学设计
《4.1势能的变化与机械功》教学设计陕西省府谷中学任彦霞教学目标：1、理解重力势能的概念，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，知道零势能面。
教学重点:1. 重力势能；2. 重力势能的变化和重力做功的关系。
教学难点:重力势能的变化和重力做功的关系。
教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
教学用具：多媒体教学过程：一、引入新课：多媒体展示：打桩机打桩和雪崩。
当物体自由下落时，重力对物体做正功，物体的运动速度增加，物体的动能增加，必有其他形式的能转化为物体的动能，是物体的重力势能,通过重力做功，将重力势能转化成动能。
那么重力做功与重力势能变化有什么关系呢？二、学习目标完成过程：（一）展示评价：学生以组推选代表展示导学案，不同组别之间展开交流点评，教师点拨、激励、评价。
（二）导引探究：教师引导学生探究，点拨指导，答疑解惑，捕捉课堂生成。
重点解决以下三个问题：1、重力势能的变化量如何表示？有什么特点？2、重力做功有何特点？重力做功与哪些因素有关？3、重力做功与重力势能的变化有何关系？（三）典题检测：1、本节课重点完成例1、例2，随堂检测评价学习效果。
2、每一个组叫一位同学，其他同学在下面完成。
3、八位同学完成后，再叫几位同学分别对前八位同学的做题过程做出点评，同时也可展示下面一部分同学的解题过程。
4、教师解决学生做题过程中普遍存在的问题，引导学生小结反思。
三、反馈提升：1、学生完成《课时跟踪训练》以及导学案中的反馈提升。
2、教师根据学生课堂学习情况和课后作业完成情况进行分类指导，使不同层级的学生都能提升。
四、课堂小结：多媒体课件展示五、教学反思：。
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《4.1势能的变化与机械功》导学案
陕西省府谷中学任彦霞
★学习目标：
1、理解重力势能的概念，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，知道零势能面。
★学习重点: 1. 重力势能；
2. 重力势能的变化和重力做功的关系。
★学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系。
★课前导学
1、什么是重力势能？重力势能的大小跟那些因素有关？有哪些特点？
2﹑重力势能的变化量如何表示？有什么特点？
3、重力做功有何特点？重力做功与哪些因素有关？
4、重力做功与重力势能的变化有何关系？
★导引探究：
1、有一个质量为10kg的物体放在三楼顶，每层楼高为3m，则你能计算出该物体的重力势能为多大吗？为什么？
2、质量0.5kg的小球，从桌面以上H=0.8m的A点落到地面的B点，桌面高h=1.2m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
总结：(1)
(2 )
3、(1)（如右上图所示）当物体向下运动时(1→2)，重力做的功为 ； 当物体向上运动时(2→1)，重力做的功为 。
(2)（如右上图所示）若以水平地面为参考平面(零势能面)： E P1=mgh 1 > E P2=mgh 2。
当物体向下运动时(1→2)，重力势能的变化： ； 当物体向上运动时(2→1)，重力势能的变化： 。
结论：（1）重力做功和重力势能变化的关系
（2）重力做功的特点
如右图所示，质量为m 的物体经三条不同的路径，
从高度是h 1的位置运动到高度是h 2的位置。
重力做功有
什么特点呢？
重力所做的功只跟_____________________有关，
跟物体的_____________无关。
★典题检测
1、课本P 59案例分析
2、课本P 60案例分析
★反馈提升
1、起重机以g/4的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ，则
(1) 起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？
(2) 物体克服重力做功为多少？
(3) 物体的重力势能变化了多少？
2﹑质量是100 g 的球从1．8 m 的高处落到水平板上，又弹回到1．25 m 的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？（g 取10 m/s 2）。