高中物理必修《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)
高中物理必修《重力勢能》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、任務(wù)分析
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
�。ㄒ唬┲R與技能
1．理解重力勢能的定義及定義式。
2．知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負(fù)號的含義。
3．理解重力做功與重力勢能的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。
4．培養(yǎng)探究歸納能力和邏輯思維的能力。
�。ǘ┻^程與方法
1．在探究過程中滲透科學(xué)的研究方法：控制變量法，實(shí)驗(yàn)過程觀察法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析法。
2．體會(huì)用“實(shí)驗(yàn)法”和“理論推導(dǎo)”相互驗(yàn)證問題的方法。
（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1．從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過程中體驗(yàn)解決問題的成功喜悅，激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。
2．通過學(xué)生之間的討論交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
3．體驗(yàn)科學(xué)不僅僅是認(rèn)識自然，挑戰(zhàn)自然，更在于能動(dòng)的改造自然。
【學(xué)習(xí)起點(diǎn)】
1．高一學(xué)生認(rèn)識事物的特點(diǎn)是開始從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。
2．學(xué)生在初中時(shí)已接觸過重力勢能的概念，在高中階段重點(diǎn)是定量的學(xué)習(xí)重力勢能。
3．學(xué)生已學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法，通過重力做功的計(jì)算來判斷重力勢能的變化。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1．本節(jié)課重點(diǎn)是重力勢能的概念及對重力勢能的應(yīng)用。
2．本節(jié)課難點(diǎn)是如何探究重力勢能的概念。
三、教學(xué)方法
探究法，實(shí)驗(yàn)觀察法，控制變量法，演繹推理法，講授討論，分析歸納法。
四、教學(xué)教具
鐵球和橡膠球各一個(gè)，白紙若干張，CAI教學(xué)課件，視頻展示臺。
五、教學(xué)過程
（一）創(chuàng)設(shè)情境、激趣導(dǎo)入
投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生興趣。
（展示圖片一：）這是一幅美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑圖片。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米／秒，爆炸力相當(dāng)于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個(gè)足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。可見，有些重力勢能在自然界中的能量是巨大的。
過渡語：既然自然界中有些重力勢能具有巨大的能量，那么我們?nèi)祟惪梢詫⒅右岳谩?/p>
�。ㄕ故緢D片二：）這是一幅水力發(fā)電站圖片，是利用水的重力勢能來發(fā)電的。這些重力勢能正在造福人類。（請同學(xué)們自己舉些例子）
過渡語：當(dāng)然，萬事萬物有利也有弊，如次巨大的重力勢能也可能會(huì)造成重大的災(zāi)難。
�。ㄕ故緢D片三：）這幅圖片說的是2002年9月21日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少100人失蹤。（請同學(xué)們自己舉些例子）
由以上資料可知，重力勢能與我們的生活有密切關(guān)系。我們只有認(rèn)識自然，才能更主動(dòng)的改造自然。今天這節(jié)課我們將深入地學(xué)習(xí)重力勢能知識及其應(yīng)用。
�。ǘ﹩�(dǎo)互動(dòng)、主體探究
通過前面對功和能關(guān)系的學(xué)習(xí)，我們知道了怎樣判斷一個(gè)物體具有能量，即：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉�，我們就說這個(gè)物體具有能量；而且對外做功越多，這個(gè)物體具有能量就越多。（引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下探究）
1．重力勢能的概念
播放視頻：物體被舉高后落下砸在沙坑中的桌子上面，觀察桌子陷入沙坑的深度。
視頻1：同一物體從不同高度下落打在沙坑中的桌子上面；
視頻2：不同質(zhì)量的物體從同一高度下落打在沙坑中的桌子上面。
定義：初中我們學(xué)了這種物體由于被舉高而具有的能量，叫重力勢能。那么重力勢能與什么因素有關(guān)呢？
提出問題一：重力勢能的大小與什么因素有關(guān)呢？
建立假設(shè)：讓學(xué)生們自己先去猜想一下，建立假設(shè)。
檢驗(yàn)假設(shè)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假設(shè)：運(yùn)用控制變量法。
實(shí)驗(yàn)1：用同體積的鐵球和橡膠球從相同高度落下，看打穿紙片的張數(shù)多少情況。
現(xiàn)象：鐵球質(zhì)量大，打穿紙片的張數(shù)多。
結(jié)論：相同高度時(shí)，質(zhì)量大的小球具有的重力勢能大。
實(shí)驗(yàn)2：用同一小球（鐵球或橡膠球）從不同高度落下，看打穿紙片的張數(shù)多少情況。
現(xiàn)象：小球高度越大，看打穿紙片的張數(shù)越多。
結(jié)論：相同質(zhì)量時(shí)，高度越大，小球具有的重力勢能越大。
歸納總結(jié)：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系；物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大。
現(xiàn)在我們知道了重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，那么到底該怎樣的定量計(jì)算它呢？
提出問題二：那么怎樣定量計(jì)算重力勢能的大小呢？
例題講解與討論：
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