教学过程
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(一) 重力势能
请同学们分析、讨论以上提出的问题并引导学生归纳出重力势能的定义。
定义:物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能
提出问题:物体重力势能的大小可能与哪些因素有关?
请同学们猜想
演示实验【提供实验器材:铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子】
在一个透明的玻璃容器内装上沙子。
实验一:将不同的两铁球从同一高度释放,观察铁球落在沙子中的深度。
实验二:用一个铁球从不同高度释放,观察铁球落在沙子中的深度。
学生回答观察的现象:铁球的释放高度越大,铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
归纳上述演示,我们可以定性得到:重力势能跟物体的质量和高度都有关系,且物体的质量越大,高度越高,重力势能就越大。
提出问题:那么,怎样来定量表示重力势能呢?
实验演示及解答问题:
投影片出示问题:让质量为m的小球从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点,重力所做的功为多少?
学生求解得到:
重力所做的功为:
WG=mgΔh=mg(h1-h2)
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学生思考讨论交流进行分析
得出定义:物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能
观察实验,回答现象
学生回答:铁球的释放高度越大,铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
思考分析
回答问题
学生求解得到:
重力所做的功为:
WG=mgΔh=mg(h1-h2)
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引导学生通过对运动实例的观察与分析,总结出重力势能的定义.
通过实验引导学生分析物理量之间的关系(控制变量法)
通过实例分析物体受到的重力所做的功
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教学过程
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让学生研究上式的物理意义:
重力所做的功等于mgh这个量的变化,所以在物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能.
板书:重力势能公式:EP=mgh
EP 物体的重力势能焦(J)
m→物体的质量千克(kg)
g→重力加速度→(米每二次方秒)s2/m
h→物体的高度→米(m)
让学生推导重力势能的单位
∵1kg·m/s2·m=1N·m=1J
∴重力势能的单位是焦耳。
重力势能是标量
多媒体投影问题:一个质量为10kg的物体,把它放置在一张高1m的桌面上,则此物体的重力势能是多少呢?(取g=10m/s2)
根据学生回答让学生讨论:为什么同一个问题会得到不同的答案?
提出重力势能的相对性:重力势能EP=mgh中h是相对于某个水平面来说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。通常也叫零势面。参考水平面的选取是任意的,选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。通常选择地面作为参考平面。
选择不同的零势面,重力势能是不同的。h是所处位置的平面到参考水平面的距离。
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动手推导重力势能单位
∵1kg·m/s2·m=1N·m=1J
∴重力势能的单位是焦耳。
思考问题并进行讨论
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通过动手自我推导重力势能的单位进一步理解单位之间的关系.
让学生通过问题设疑,讨论分析,最后对问题进行归纳总结.提高学生的解决问题和分析问题的能力.
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