2019-2020学年高中物理人教版(2019)必修第二册教案：第八章 第二节 重力势能 含解析

第八章机械能守恒定律
重力势能
教学设计
科目物理课题重力势能课
时
1课时
教学目标与核心素养一．知识与技能
1。

认识重力做功与路径无关的特点；
2。

会用重力势能的定义式进行计算；理解知道重力势能具有相对性.
二．过程与方法
1. 理解重力做功与重力势能的变化的关系;
2。

定性了解弹性势能,知道弹力做功与弹性势能变化的关系。

三．情感态度与价值观
1. 理解重力势能的概念，知道重力势能是物体和地球系统所共有的；
2。

培养学生理解重力势能、弹性势能的概念，培养学生理解重力势能的物理意义。

教学重、难点教学重点：1。

理解重力做功的特点；
2. 对于重力势能与弹性势能的理解.教学难点:1。

重力势能的相对性；
2。

重力做功和重力势能的关系。

教学
准备
课件演示
教学过程
教师活动学生活动设计意图一．导入新课：
初中我们已经定性地学习了重力势能，物
体的质量越大、所处的位置越高，重力势
能就越大。

这一节我们来进一步定量地研究重力势
能。

你认为重力势能的表达式应该是怎样
的呢？
【教师引导】设想你要从某座高楼的第17
层下到第9层，你可以乘电梯下,也可以沿
楼梯走下。

两种方式下楼，重力对你做功
是否相等?
解答：相等，重力是恒力，利用恒力做功
表达式可以推导。

讲授新课：
学生观察图片思考讨
论
通过回顾上
节学过的知
识，激发学生
的学习兴趣，
引出本节课
题
（1）重力做的功 【教师引导】当物体的高度发生变化时，重力做功势能发生变化：物体下降时重力做功，势能减小；物体被举高时重力做负
功，势能增大。

因此，重力势能与重力做功密切相关，认识重力势能不应脱离对重力做功的研究。

【教师补充引导】设一个质量为m 的物体，从与地面高度为1h 的位置A ，竖直向下运动到高度为2h 的位置B ，如图甲所示,
这个过程中重力做的功是 12G W mg h mgh mgh =∆=-
质量为m 的物体仍然从上向下运动，高度由1h 降为2h ，但这次不是沿竖直方向，而是沿着一个斜面向下运动到'
B ，再水平运
学生经过老师引导,体
会重力做的功
引导学生思考重力做的功与路径无关的特点
通过联系之前已知的知识,思考如何计算重力做的功
锻炼学生的计算推导、举一反三的能力
动到B ，如图乙所示。

物体沿斜面运动的距离是l ，在这一过程中重力做的功是
()12cos G W mg l mg h mgh mgh θ==∆=-
【教师提问】斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？
【学生小组交流】通过学习上节功的知识，我们知道某个力做功的大小只取决于力、物体在力的方向上的位移及力和位移的夹
角，与物体是否受其他力及运动状态等无关，故斜面是否光滑对计算“重力做的功”无影响.
【教师总结】物体运动时，重力对它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。

只要起点和终点的位置不变，无论物体沿什么路径运动，重力所做的功都相同。

（2）重力势能
通过思考与讨论，正确的理解重力做功的情况
理解重力势能的计算、单位
理解重力做的功与路径无关
【教师总结】重力做功与重力势能变化关系的理解
（1）无论物体是否受其他力的作用，无论物体做何种运动,重力做功都取决于重力大小和初、末位置的高度差。

（2）重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关，与物体做何种运动无关，关系式G P W E =-∆总是成立的.
（3）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,即12=G P P W E E -.
重力做负功，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，即21=P P W E E -克。

(3）重力势能的相对性
通过弹性势能的性质,理解发生弹性形变的物体的弹性势能
锻炼学生的理解和解决实际的能力
缩的长度有关
答案：AB
3、如图所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增加的是（）
A.如图甲,撑杆跳高的运动员上升过程中,竿的弹性势能
B.如图乙，人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能
C。

如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能
D.如图丁,小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
答案：B
4、如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,从弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过
程中（）
A。

重力势能减少,弹性势能减少
B。

重力势能减少,弹性势能增加
C.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功,弹力不做功
D.若用与弹簧原长相等不可伸长的细绳
代替弹簧，更换细绳前后重力做功不变，弹力不做功
答案:BC
5、如图所示，一装置固定在水平地面上，AB是半径为R的1
光滑圆轨道，上端A
4
离地面的高度为H.一个质量为m的小球从A点处由静止滑下,落到地面上C点若以轨道下端B所在的水平面为参考平面，关于小球的重力势能，下列说法正确的是
A。

在A点为mgR B.在B点为mgR
C.在C点为mgH
D.在C点的
()
-mg H-R
答案：AD
6、如图甲所示，倾角30
θ=︒的足够长固定
光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉着
质量1kg
m=的物体沿斜面向上运动。

已知
物体在1s
t=到3s
t=这段时间的v t-图像
如图乙所示,弹簧的劲度系数200N/m
k=,
重力加速度g取2
10m/s.则在该段时间内
( )
A。

物体的加速度大小为2
2m/s
B。

弹簧的伸长量为3cm
C.弹簧的弹力做功为30J
D。

物体的重力势能增加36J
答案：B
【课后作业】完成相关课后题
§8。

2 重力势能一、重力做的功
表达式：
12
G
W mgh mgh mgh
==-。