高一物理 重力勢(shì)能教案

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1、7.5、重力勢(shì)能一.教學(xué)目的：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)過程：（一）復(fù)習(xí)提問，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

2、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=1m,從一端緩慢提起至另一端恰好離開地面時(shí)需做功10J，金屬鏈重力勢(shì)能增加J，此時(shí)金屬鏈重心位置距地面m.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地面時(shí)需做功10J，金屬鏈重力勢(shì)能增加ΔEP=Gh1=10J,此時(shí)金屬鏈重心位置距地面h1=0.33m.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)=20J.圖1例題2：如圖1所示，一個(gè)人通過定

3、滑輪勻速地拉起質(zhì)量為m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計(jì)算人所做的功，須通過動(dòng)能定律來計(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=mgh=mg).由動(dòng)能定律可得：W-WG=0-0所以人所做的功為：。例題3：以20m/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18m。如果物體在運(yùn)動(dòng)過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=10m/s

4、2)（以地面為零勢(shì)點(diǎn)）hh'H-h'mgmgffVV0V=0aV’圖2圖3解析：以物體為研究對(duì)象，畫出運(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=9.5m設(shè)物體下落過程中經(jīng)過距地面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′=8.5m注意：在此較復(fù)雜的問題中，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，一般人首先是將問題變形為上升過程中什么位置動(dòng)能與重力勢(shì)

5、能相等。而實(shí)際下落過程也有一處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等。例題3:有一質(zhì)量為m，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：（）ABCDa圖4A．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=μmg,因而物體被平推著前進(jìn)，外力對(duì)物體所做的功為：W1=Fa=μmga=0.3mga.將物體推導(dǎo)前進(jìn)a,如圖4所示。在翻倒過程中，立方體將繞

6、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=mg(.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1kg的物體從靜止開始，經(jīng)過去時(shí)3S落地，落地時(shí)速度為10m/s，若重力加速度為g=10m/s2，則在此過程中：A．物體的重力勢(shì)能減少了50J；B．物體的動(dòng)能增加了100J；C．重力對(duì)物體做功150J;D．物體克服阻力做功.2.一彈性小球質(zhì)量為m,距地面高度為h處以初

7、速度V0豎直上拋，運(yùn)動(dòng)過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)停止前通過的總路程為多少？（三）、課堂小結(jié)：1．由于重力做功與路徑無關(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，則在此過程中A.力F所做的功減

8、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