第2节 势能的改变
教学过程
（一）重力势能
◆第一层次：探究EP=mgh
▲提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
▲建立假设
师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。
生：高度有关。①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。②例如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你如坐针毡。“禁止高空抛物”；高层建筑在施工时必须有“工程防护网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险）
生：①与物体的质量（重力）有关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃，就不会觉得可怕。②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是200千克的杠铃，你有何感受？
生：与质量和高度都有关系。 …..（教师做好对学生的即时性评价）
▲检验假设
①实验定性检验
出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶）、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。
以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果明显，可见度大。
教师演示，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。
[教师引导]前面我们已学过，物体所具有能量越大，对外做功的本领就越强。
得到：
同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；
质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。
②理论定量推导
师：功是能量变化的量度，我们可否通过“力做了多少功，对应的重力势能就有多少发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。
你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系。
学生讨论、设计物理过程，并发表自己的设想。
可能的设想：（教师随手演示）
如图1，小球做自由落体运动，由动能定理mgh= ;由“能量守恒”（动能由重力势能转化而来）重力势能等于动能即EP=，所以EP=mgh
如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg ；则F做功为WF=Fh=mgh;
由功能关系得到：EP=WF=Fh=mgh
▲得出结论：EP=mgh
◆第二层次：理解EP=mgh
主要采取讲授式
①标矢性：标量
②单位：焦耳（J）
③相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关
④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。
[相对性的教学]
