高中物理必修《重力勢能》教學設計
高中物理必修《重力勢能》教學設計
一、任務分析
【學習目標】
（一）知識與技能
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，理解重力勢能正負號的含義。
3．理解重力做功與重力勢能的關系，知道重力做功與路徑無關。
4．培養探究歸納能力和邏輯思維的能力。
（二）過程與方法
1．在探究過程中滲透科學的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結果分析法。
2．體會用“實驗法”和“理論推導”相互驗證問題的方法。
（三）情感、態度與價值觀
1．從對生活中有關物理現象的觀察，滲透在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，激發學生探索自然規律的興趣。
2．通過學生之間的討論交流與協作探究，培養團隊合作精神。
3．體驗科學不僅僅是認識自然，挑戰自然，更在于能動的改造自然。
【學習起點】
1．高一學生認識事物的特點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驗直接相聯系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。
2．學生在初中時已接觸過重力勢能的概念，在高中階段重點是定量的學習重力勢能。
3．學生已學習了功的概念和計算方法，通過重力做功的計算來判斷重力勢能的變化。
二、教學重點、難點
1．本節課重點是重力勢能的概念及對重力勢能的應用。
2．本節課難點是如何探究重力勢能的概念。
三、教學方法
探究法，實驗觀察法，控制變量法，演繹推理法，講授討論，分析歸納法。
四、教學教具
鐵球和橡膠球各一個，白紙若干張，CAI教學課件，視頻展示臺。
五、教學過程
（一）創設情境、激趣導入
投影多媒體圖片：利用生活常見事例，創設問題情景，激發學生興趣。
（展示圖片一：）這是一幅美國內華達州亞利桑那隕石坑圖片。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米／秒，爆炸力相當于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。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據說，坑中可以安放下20個足球場，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，那么我們人類可以將之加以利用。
（展示圖片二：）這是一幅水力發電站圖片，是利用水的重力勢能來發電的。這些重力勢能正在造福人類。（請同學們自己舉些例子）
過渡語：當然，萬事萬物有利也有弊，如次巨大的重力勢能也可能會造成重大的災難。
（展示圖片三：）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的一個村莊發生雪崩，造成至少100人失蹤。（請同學們自己舉些例子）
由以上資料可知，重力勢能與我們的生活有密切關系。我們只有認識自然，才能更主動的改造自然。今天這節課我們將深入地學習重力勢能知識及其應用。
（二）啟導互動、主體探究
通過前面對功和能關系的學習，我們知道了怎樣判斷一個物體具有能量，即：一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量；而且對外做功越多，這個物體具有能量就越多。（引導學生進行如下探究）
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呢？
提出問題一：重力勢能的大小與什么因素有關呢？
建立假設：讓學生們自己先去猜想一下，建立假設。
檢驗假設：設計實驗，檢驗假設：運用控制變量法。
實驗1：用同體積的鐵球和橡膠球從相同高度落下，看打穿紙片的張數多少情況。
現象：鐵球質量大，打穿紙片的張數多。
結論：相同高度時，質量大的小球具有的重力勢能大。
實驗2：用同一小球（鐵球或橡膠球）從不同高度落下，看打穿紙片的張數多少情況。
現象：小球高度越大，看打穿紙片的張數越多。
結論：相同質量時，高度越大，小球具有的重力勢能越大。
歸納總結：重力勢能跟物體的質量和高度都有關系；物體的質量越大，高度越大，重力勢能就越大。
現在我們知道了重力勢能與物體的質量和高度有關，那么到底該怎樣的定量計算它呢？
提出問題二：那么怎樣定量計算重力勢能的大小呢？
例題講解與討論：
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