高一物理教案：《重力》教学设计。

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高一物理教案：《重力》教学设计

教学目标

知识目标

1、认识重力产生的条件，

2、知道重力的三要素：理解重心的概念.

3、会计算重力的大小.

能力目标

1、通过本节课的学习，会分析各个物体的重心.

2、联系实际，重力的三要素在实际中的运用，锻炼学生的观察分析能力.

教学建议

一、重点难点分析：

1、本节重点是：重力的实质(万有引力).

2、本章的难点是：重心的确定.

二、基本知识技能：

1、基本概念：

重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力;

重力的三要素：作用点(重心);方向(竖直向下);大小(G = mg);

2、重心的确定

质量分布均匀的规则几何形状的物体的重心在几何中心上;质量分布不均匀的物体，重心的位置不仅跟物体质量的分布有关，还与物体的形状有关.

教法建议

一、有关重力大小讲解的教法建议

在介绍重力时，除了明确指出：物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，教学中还需要补充实验测量重力的方法，重力的大小可以用测力计测得，可以向学生们展示几种测力计，如弹簧测力计、牵引测力计、压力测力计等等.

另外让学生区分重力、重量的概念.

二、有关重力方向讲解的教法建议

介绍重力方向时要明确重垂线的方向为竖直方向(不是垂直方向)，重力的方向为竖直向下，与水平面相互垂直的方向为竖直方向(静止的水面为水平方向)，同时也要注意：不能把重力的方向说成指向地心的方向.

关于重心和质心的区分的有关内容教师可以参考扩展资料中的《重心和质心》.

三、有关重心位置讲解的教法建议

在讲解如何确定物体重心的位置时，可以讲解悬挂法测量均匀薄板的重心.同时让学生讨论理解.对于重心位置的确定，教师可以让学生分析身边的物体的重心的确定，如课本的重心的确定，沙漏的重心确定，另外也可以通过数学方法来计算物体的重心，如折尺的重心的确定.

有些教师在讲解该部分内容的时候，往往将物体的平衡内容(教材在第四章中进行了介绍)也对学生说明，也就是重心的稳度问题，建议在讲解时要注意让学生理解研究的方法，在图片资料中我们为大家提供了双圆锥(圆锥上滚)的图片，老师可以参考使用.

重力

教学方法

提问引导法 、讲解法

教学过程

一、复习提问

1、提问：什么是力?力的三要素是什么?

2、提问：我们用什么方法来表示力?具体说明?

3、提问： 力的作用效果是什么?

二、新课教学

(一)重力

通过水会自动由高向低流动、树叶的飘落等等自然现象提出：

问题：什么是重力?它是怎样产生的?

回答：重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力.重力产生的原因：由于地球的吸引而产生.

教师总结说明：

1、地球上物体受到重力，施力者是地球.只要在地球的引力范围之内，物体都会受到地球的重力作用.

(1)、地球上的一切物体都受重力作用.

(2)、重力的施力物体是地球.

问题：同一个物体，在下列情况下，所受重力的方向各是怎样的?

教师出示几种不同情况下的物体(水平地面上静止的物体、斜面上静止的物体、正在运动的物体等等)让学生讨论重力的方向.

共同讨论之后，教师说明并总结：

2、重力的方向：重力的方向总是竖直向下.无论物体是静止的还是运动的，无论物体运动状态如何，重力的方向总是竖直向下.

3、重心：重力在物体上的作用点.质量均匀的规则物体的重心在其几何中心(教师出示各种形状物体的重心).质量不均匀的物体重心，跟形状、质量分布有关.对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板重心位置可以通过悬挂法得到(教师可以演示该实验，同时让学生进行讨论)，另外重心的位置可以 不再物体上(如图).

4、重力大小：

5、重力的测量：重力的测量用弹簧秤.

问题3：地球对地面上的物体有力的作用，物体对地球是否有力的作用?教师进而提出：我们通常在研究物体受到重力作用，并不提出施力物体地球，相对于物体受到地球施加的重力作用，同样，地球也要受到物体对它的吸引作用.(教师可以通过实例讲解，要强调物体受到的重力不等于物体与地球之间的万有引力)

(二)、让学生阅读有关万有引力的文章

(三)、通过练习、让学生加深本课知识的理解.

6、课堂小结

探究活动

课题1

题目：采用悬挂法求得物体重心位置

内容：采用悬挂法得到某一不规则形状(质量分布不均匀)薄板的重心位置。写出实验报告。

课题2：

题目：用计算法求解某些物体的重心

内容：参考“探究活动”中所给的“质心与重心的求解”内容，对一些特殊形状物体的重心进行计算求解，利用初中所学的杠杆原理分析，写出专题性小论文。

1、求下列各物体的质心位置.

(1)如图(a)所示，有一串珍珠，每颗间距均为a，共n颗，其质量依次为 .

(2)如图(b)所示，质量分布均匀的三角板.

(3)如图(c)所示，匀质圆板，被挖去的小圆与大圆内切.

答案：

(1)答案：悬点下方 处.解题思路：以悬挂点原点，竖直向下为x轴正方向，应用坐标法有： .

(2)解题思路：把 分成与AB边平行的几份，如图，当 时，每一份的质心都在其中点上，则 质心定在AB边中线CD上，同理也在BC边中线AE上，∴板ABC的质心在其几何重心上.

(3)解题思路：将负质量与坐标法结合起来求解：设圆板面积密度为 ，则大圆板质量 ，小圆板质量 ，再以O点为原点， 方向为x轴正方向，应用坐标法得 ，∴其质心在C点左侧 处.

2、如图所示，有两个相同的匀质实心球，半径为R，重量为G，A、B球分别为将它们挖去半径为 和 的小球后剩余的部分，匀质杆重量为 ，长度 ，试求系统的重心位置.

答案：C点左侧0.53R处.解题思路：以C点为原点，cb方向为x轴正方向，结合坐标法与负质量法求解.

延伸阅读

高一物理教案：《弹力》教学设计

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助高中教师能够井然有序的进行教学。那么，你知道高中教案要怎么写呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“高一物理教案：《弹力》教学设计”，相信您能找到对自己有用的内容。

高一物理教案：《弹力》教学设计

教学目标

知识目标

1、了解形变的概念，了解弹力是物体发生弹性形变时产生的.

2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力.

3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.

能力目标

1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小.

2、针对实际问题确定弹力的大小方向，提高判断分析能力.

教学建议

一、基本知识技能：

(一)、基本概念：

1、弹力：发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力.

2、弹性限度：如果形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度.

3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大.

4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变.

(二)、基本技能：

1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.

2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.

二、重点难点分析：

1、弹力是物体发生形变后产生的，了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点.

2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.

教法建议

一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议

1、介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察.

二、关于弹力方向讲解的教法建议

1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系具体为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子，将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准.

如所示的简单图示：

2、注意在分析两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进行受力分析，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时，可以用具体的例子，画出示意图加以分析.

第三节 弹力

教学方法：实验法、讲解法

教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码).

教学过程设计

(一)、复习提问

1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样?

2、复习初中内容：形变;弹性形变.

(二)、新课教学

由复习过渡到新课，并演示说明

1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念.

形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变.

2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：

(1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡)

(2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧)

(3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变)

由此引出弹力的概念：

3、弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力.

就上述实验继续提问：

(1)弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变.

(2)弹力的方向

提问：课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何?

与学生讨论，然后总结：

4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体).

5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体).

继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力?

其受力物体、施力物体各是谁?方向如何?

分析讨论，总结.

6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.

7、胡克定律

弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大.弹簧的弹力，与 形变的关系为：

在弹性限度内，弹力的大小 跟弹簧的伸长(或缩短)的长度 成正比，即：

式中 叫弹簧的倔强系数，单位：N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不相同.这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律. 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变.

8、练习使用胡克定律，注意强调 为形变量的大小.

(三)、布置课后作业.

探究活动——运用弹簧的串并联知识研究钢材的拉伸

课题1：

题目：关于弹簧的串并联——钢材的拉伸

内容：在建筑力学中，关于钢筋的劲度以及拉伸，可以根据弹簧的串并联进行研究。

有关弹簧的串并联内容可以参考“探究活动”中的相关内容。

探究活动——自行设计实验求解弹簧的劲度系数

课题2：

题目：自行设计实验求解弹簧的劲度系数

内容：学生自行组织利用工具研究弹簧的劲度求解，方法不限，记录实验数据，写出实验报告——说明实验目的、实验仪器、实验原理以及结论。

高一物理教案：《重力基本相互作用》教案一

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，有效的提高课堂的教学效率。怎么才能让高中教案写的更加全面呢？下面是小编为大家整理的“高一物理教案：《重力基本相互作用》教案一”，希望能对您有所帮助，请收藏。

高一物理教案：《重力基本相互作用》教案一

一、教学设计思路

以人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1第三章第一节“重力 基本相互作用”为教学内容，在前期分析的基础上进行教学设计。通过图片、视频的播放创设问题的情景，通过问题的导引激发学生的思维，通过实验的体验领会物理研究的方法，通过问题的设置引导学生自主地阅读教材，主动探究物理世界的未知之谜。

二、前期分析

高一学生学习物理概念仍以感知为主，多通过观察、实验活动获取物理知识，所以这节课对“力”和“重心”这两个重点概念的教学按以下教学程序：创设情境引出问题、观察现象分析研究、概括抽象定义概念、内涵外延应用迁移。采用师生共同参与的探究式教学模式，把教师启发和学生探究贯穿在整个课堂教学中，让学生既能看到结论，也领略到探究过程的曲折和艰辛；既感受到成功的愉悦，又能体验到物理的魅力，从中汲取精神动力。

教学重点与难点：

教学重点：重心的概念

教学难点：重心概念的理解

三、教学目标

1、知识与技能

（1）、知道力的概念

（2）、知道力的三要素，会会画力的图示和力的示意图

（3）、知道产生重力的原因、方向、大小

（4）、知道重心的位置与物体的形状和质量分布有关。

（5）知道自然界的四种基本相互作用

2、过程与方法

（1）、通过“重心”概念的引入渗透“等效替代”的物理研究方法。

（2）、通过演示实验的观察、分析，明确物体的重心不但与物体的形状有关，还与物体的质量分布情况有关。

3、情感态度与价值观

（1）通过实例激发学生对科学的求知欲、激励探索与创新的意识。

（2）通过实验，培养学生的团结协作精神。

（3）通过本节课的学习，培养学生热爱自然，探研自然的兴趣,了解物理和生活的关系,并能用所学知识解决实际问题。

四、教学准备

双锥体，轨道，薄板，细线，铁架台，泡沫板，小球，玻璃瓶

五、教学过程

1、新课引入

演示实验：展示双锥体，将其无初速释放。

学生猜想与重力有关，涉及力学知识。

教师：答案在今天要学的内容里。那我们今天就在初中力学的基础上，开始奇妙的力学之旅。

2.“力”的教学

(1)展示形变和运动状态发生改变的两组图片，发现力的存在

问题：为什么会发生形变？什么是物体运动状态的改变？为什么会发生运动状态的改变？

结论：运动状态的改变就是物体速度的改变。物体形变或运动状态的改变，是由于其他物体对物体施加了作用。物体与物体间的相互作用普遍存在，我们把这种物体间的相互作用称之为力。

（2）力的作用效果

学生归纳：使物体发生形变或改变物体的运动状态

（3）力的三要素

问题：力的作用效果与哪些因素有关？

结论：力的大小、方向和作用点

微视频：打门球时力的大小、方向可以改变门球的运动状态；在不同部位拉门的情况

（4）力的图示和示意图

问题：在具体情况中如何表示一个力？比如在水平面上的小车受到沿与水平方向成300斜向上的力F，如何表示小车受到的力F？

结论：力的图示和力的示意图。引导学生归纳出作“力的图示”和“力的示意图”的方法及要领。

3、“重力”的教学

（1）建立重力的概念

图片展示：瀑布，苹果下落，降落伞下落

问题：重力的概念？

结论：地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。

教师：让学生分析重力产生的原因，并指出物体所受的重力与地球对它的引力稍有不同。

(2)重力的大小

回顾初中学过的内容：重力大小的计算方法G=mg，m指的是物体的质量，引导学生分析g即是自由落体的加速度，而且g的影响因素。

（1）重力的方向：竖直向下。

演示：铁架台上用细线悬吊着一小球，此时细线的方向即竖直方向。

问题：将铁架台放在斜面上并处于静止状态，猜测细线的方向。并给予演示。然后请同学分析细线竖直的原因。

结论：小球受绳的拉力和重力，由二力平衡可得绳子的方向。并明确竖直向下和垂直向下的概念不同。

（4）重力的作用点：重心

教师：请同学画出放在斜面上的一串葡萄所受重力的示意图。

学生们画出葡萄所受重力的示意图，其中力的作用点大多在某一颗葡萄上。

教师：其他葡萄受重力吗？顺势把每颗葡萄受重力的示意图展出。

学生一片唏嘘，指出太麻烦。然后教师与学生一起分析得出：一个物体的每一部分都要受到重力作用，从化繁为简的思想出发，从作用效果上看，可以认为物体各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心。这是一种“等效替代”的方法。

①重心与哪些因素有关？

学生猜想与形状、质量分布

教师：出示一个形状规则的泡沫盒，请同学猜测重心大概在哪个位置？

学生：在体对角线的中点附近

教师：通过演示实验验证，重心不在体对角线附近，并与学生共同得出 ：重心的影响因素，除了看形状，还要关注物体的质量分布。若质量分布均匀，则只与形状有关。若质量分布均匀，形状规则，则在物体的几何中心。

教师继续演示实验（又一泡沫盒），证明质量分布均匀，形状规则，物体的重心在其几何中心。

②如何确定薄板的重心？

学生同桌二人为一组，相互交流讨论，请同学汇报确定的方法，并在老师的引导下得出：这种悬挂法测重心的方法利用了二力平衡的原理

教师：能用悬挂法测量衣服的重心吗？能用悬挂法测量玻璃瓶的重心吗？

学生：衣服要形变；无法在玻璃瓶中画出直线。

教师：悬挂法测重心适用于薄板装的物体。

③重心一定在物体上吗？

学生举例说明，重心不一定在物体上。

④如何解释双锥体的自动上爬？

教师：展示轨道特点，说明斜面越往上，轨道越宽。

学生同桌二人为一组，相互交流讨论，学生代表汇报原因。

4、“四种基本相互作用”的教学

学生带着以下问题自主阅读“四种基本相互作用”部分

问题：①自然界中有哪四种基本相互作用？

②质子带正电，质子与质子之间存在斥力，但许多质子同中子却能聚在一起构成原子核，请猜测可能的原因？

③这四种基本相互作用有可能是某种相互作用在不同条件下的不同表现吗？科学家们解决这个问题了吗？

5．小结

本节课我们回顾了力的概念、作用效果、三要素及力的表示：力的图示和力的示意图，然后也学习了重力：重力的产生原因、大小、方向和作用点，还体会了化繁为简、等效替代的方法。物体间的相互作用是一个充满魅力的庞大系统，重力只是其中的一个小分支。四种基本相互作用之间的关系至今还没有一个公认的结论，有待于人们进一步地去研究它。

六、形成性评价

1、各小组完成薄板重心的测量

2、课外调查：上网搜寻与重心有关的实例，了解重心的应用。

高一物理教案：《重力基本相互作用》教案二

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高一物理教案：《重力基本相互作用》教案二

教学目标：

（一）知识与技能

1．理解力的概念，知道力的三要素；

2．正确理解重力的概念，知道物体重心的含义及位置；

3．了解四种基本相互作用。

（二）过程与方法

1．知道认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的；

2．能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关；

3．能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的；

4．通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理方法。

（三）情感态度与价值观

通过本节课的学习，培养全面观察分析问题的能力

教学重点：理解力的概念、领会重力的产生原因和特点

教学难点：理解重心的概念

教学方法：讲授、复习讨论

教学用具：锯条、橡皮条、粉笔

教学过程：

（一）新课引入：

在初中你们已经学过了力，今天我们来进一步学习力。

（二）新课教学：

1、力和力的图示

1、演示：

（1）用手压锯条、拉皮筋等 ，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？

（2）扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这样的变化呢？

锯条、皮筋的形状发生了改变，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。在物理学中，人们把改变物体的运动状态，产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作力。

2、力的作用效果：

（1）使物体发生形变。

（2）使物体的运动状态发生改变（包括速度的大小，方向）。

3、力的定义：物体与物体之间的相互作用。

4、问题：力可以离开物体而单独存在吗？

（1）物质性

力是物体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。

问题：我们用手拍打桌子时，是手给桌子一个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？（让学生用力打桌子，体会手的感觉）

（2）相互性

力是物体间的相互作用，甲对乙有作用力，同时乙对甲也有力的作用，力的作用是相互的。

问题：用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，书的运动一样吗？

（3）矢量性

力是有大小和方向的物理量（矢量），力的作用效果不仅与其大小有关，也与方向有关。

5、如何通过作图来表示力呢？

（1）力的图示

课本图3.1-2可以把力的三要素（大小、作用点、方向）表示出来。

（2）力的示意图

只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。

（3）力的单位：牛顿 符号N

演示：竖直上抛一粉笔头，结果它会落在地上，粉笔为什么会掉下来呢？

2、重力

抛向空中的物体会落回地面，地球在自转而海水不会洒向太空，都是地球与他们之间存在着相互吸引的作用。

1、重力的产生：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。

说明：

（1）重力是由于地球吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。

（2）在地球表面附近的物体都要受到重力作用，与物体的运动状态和是否受到其他力等情况无关。

2、重力的大小

重力的大小可以根据公式计算，其中g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关，当高度增加时g的值减小，当纬度增加时，g值增大。

3、重力的测量

如何测重力的大小？

重力仍可以用弹簧秤测量，但在操作的过程中要注意弹簧秤要保持竖直、静止状态时读数。

原理：二力平衡

4、重力的方向

例举一些生活中的小例子，引导学生找到重力的方向是竖直向下的。

竖直向下（不能说是垂直向下也不能说是指向地心）

5、重力的作用点

（1）重心：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中于一点（即重心）。重心是重力的等效作用点。

（2）重心位置的确定：

问题：质量分布均匀，形状规则的物体，重心是怎样确定的呢？

a. 质量分布均匀的物体（也称匀质物体），且形状规则，重心就是其几何中心。

如：均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中心。

思考：重心一定在物体上吗？举例。

讨论：

对于非匀质物体和形状不规则的物体的重心怎样决定呢？观察课本图3.1-4

b. 非匀质物体和不规则的物体的重心，不仅与形状有关还与物体内的质量分布有关。

演示悬挂法和支撑法找重心（适用于薄板）

原理：拉力（或支持力）与重力是对平衡力，绳的反向延长线必过重心

课堂练习：课本第2题

点评：1、力的图示

2、重力方向

3、重力是非接触力

4、重力与运动状态无关

3、四种相互作用力（自学）

思考：自然界中存在着哪几种相互作用，其区别是什么？

1、万有引力相互作用

存在于一切物体之间，相互作用强度随距离增大而减小。

2、电磁相互作用

存在于电荷之间和磁体之间，他们的本质是相同的。

3、强相互作用

存在于原子核内。

4、弱相互作用

存在于放射现象中。

小结：力在我们初中已接触过，但其概念的理解仍是难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力的地位是相同的。重力的学习中，重点应放在重心上。

作业：课本57页 第3题

高一物理重力势能教学设计58

7.5重力势能
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．知道重力势能的定义。
2．理解重力势能的计算公式，知道重力势能是标量，单位是焦耳。
3．理解重力做功与重力势能的关系。
4．知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负的含义。
5．了解弹性势能，知道弹簧的弹性势能的决定因素。
（二）能力训练点
1．据重力做功的特点，推导重力势能的表达方式。
2．从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象
（三）德育渗透点
1．培养热爱科学，崇尚科学的品质
2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。
（四）美育渗透点
让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美，严谨的科学美。
二、学法引导
通过典型事例分析和实验演示来分析讨论，指导学生总结、归纳。
三、重点难点疑点及解决办法
1．重点
重力势能大小的确定
2．难点
重力势能的相对性的理解，参考平面的选择方法。
3．疑点
如何理解重力对物体做功等于物体重力势能增量的负值。
4．
1．演绎推导物体重力势能的定义表达方式。
2．类比分析，举例释疑。
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
弹簧、铁球、木球、玻璃缸、细沙、长木板，木块
六、师生互动活动设计
1．教师利用实例来引入问题，利用实验来引导学生讨论问题，利用讲解来加深对概念的进一步认识。
2．学生观察、分析、讨论、总结，并通过实例分析来形成能力。
七、教学步骤
（一）明确目标
（略）
（二）整体感知
在复习初中掌握的重力势能有关知识的基础上，进一步根据功的定义，推导出重力势能的计算公式，并通过实例分析，理解重力势能的相对性、正负含义等，并能准确地计算重力势能值．
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
【引入新课】
放录像并讲解：俄罗斯“和平号”空间站于2001年3月23日北京时间14时0分12秒所有残片都已成功安全地坠入预定的南太平洋海域，坠毁过程极为壮观美丽，137吨的庞然大物分解燃烧，天空中出一条条长长的金色轨迹．这是一个完美的告别，“和平号”的15年风雨历程将成为人类永恒的记忆．“和平号”的功绩将永载史册．
现提问：“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？
碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？
现在，就讲重力势能
1．重力势能
回忆初中的知识，可知
（l）定义：物体由于被举高而具有的能量．
演示实验，用木球和铁球先后从同一高度处自由下落，落入玻璃缸中的细沙中，观察到什么现象？这说明了什么？（铁球深入细砂中的距离比木球要长，这说明，质量大的物体在相同的高度时，重力势能大，克服细砂阻力做功要多）
用铁球在不同的高度处自由下落，先后落入玻璃缸中的细砂里，观察到什么现象，这又说明了什么？（铁球在比较高的地方落下来，深入砂中的距离也比较长，这说明，同一个物体在比较高的地方重力势能较大，克服细砂阻力做功要多）
综上所述，物体的重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关．
现在来推导重力势能的定量表达式：投球的质量为m，从高度为的A点下落到高度为的B点，如图所示，重力所做的功为
（2）重力势能的表述式
物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，重力势能是标量，也是状态量，其单位为J
（3）重力做功与重力势能的关系
重力做功也可以写成
当物体下落时，重力做正功，，可设，这说明，重力做功，重力势能减少，减少的值等于重力所做的功．
同理，当物体上升时，重力做负功，重力势能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功．
这种功能关系不仅适合于直线运动，也适合于曲线运动，重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关，而与运动的路径无关．
提问：一个物体的质量为10kg，把它置放在2楼的一张1m高的桌面上，若楼房的每层楼高3m，求此物体的重力势能值？
（无法计算，因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度，从地面算起，物体的重力势能J，若从二楼楼面算起，物体的重力势为J．对于不同的零高度点物体所对应的重力势能值也各不相同）
2．重力势能具有相对性
正如上例所述，要确定物体重力势能的大小，首先必须确定一个参考平面为零势能面，若定了零重力势能参考平面，物体在此平面的下方，物体的重力势能就为负，如上例把三楼底板为零重力势能平面物体的重力势能J
由此看来，物体重力势能的正负还表示重力势能的大小，在参考水平面以上的物体的重力势能一定大于参考平面以下物体的重力势能．
要特别指出的是：重力势能的变化县与零重力势能参考平面选择无关，就好像物体的高度值与选择哪一点作为测量起点无关．至于选择哪个水平面作为参考平面，可视研究，解决问题的方便而定．
与重力势能相类似，还有弹性势能．
3．弹性势能
演示实验：把水平放置的轻弹簧一端固定，另一端系一木块，压（或拉）木块，使弹簧缩短（或伸长）再释放木块，让弹簧的作用力带动木块在水平面上运动．
可知，发生弹性形变的物体能对外界做功，因而具有能量，这种能量就叫弹性势能，它存在于发生弹性形变的物体之中．
举出除弹簧以外的弹性势能存在的实例
弹性势能的大小，与物体的性质（如劲度系数）和形变量有关，可用实验演示弹簧形变量越大对外界做功可越多来说明．
势能又叫位能，它是由相互作用的物体的相对位置决定．机械运动中的势能是重力势能和弹性势能的统称．
（四）总结、扩展
1．势能有多种，与高度有关的重力势能和与形变有关的弹性势能是力学中的两种，在热力学中有分子势能，在电磁学中有电势能等．
2．势能是存在于有相互作用的物体之间，它是属于有相互作用两部分物体即物体系的，但不是有相互作用物体之间就有势能存在，比如物体间的相互作用是摩擦力，但它们就不存在什么势能．
3．势能都是相对量，只有先走零势能参考平面，势能才有确定的值．
八、布置作业
P146练习四（2）（4）（5）
九、板书设计
1．重力势能
（1）定义：物体由于被举高而具有的能量．
（2）重力势能的表达公式．
（3）重力做功与重力势能的关系．
物体下落
物体上升
2．重力势能具有相对性．
定了参考平面，物体重力势能才有确定值．
重力势能的变化与参考平面选择无关．
3．弹性势能
十、背景知识与课外阅读
用能量最低原理求解两例物理题
高中化学中讲到“能量最低原理”在不违背泡利原理的情况下，核外电子总是尽先安排布在能量最低的轨道上，电子在该轨道上，处于稳定状态，其实，能量最低原理也适用于物体系物体系的稳定状态与系统的势能有关，势能越小则状态越稳定．物体系在不受外力的情况下，总处在势能最小的状态，即稳定状态．下面利用能量最低原理，求解两例物理题．
［例1］一质量均匀不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示．今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置（）
A．逐渐升高B．逐渐降低
C．先降低后升高D．始终不变
解析：由能量最低原理知，物体在静止情况下，总处于能量最低状态（即稳定状态）．该状态下重力势能最小．故施力F后，细绳重心上升，故选答案A．
［例2］如图所示．容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水．大气压恒定，A、B底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中的水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，在这个过程中（）
A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能不变
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
解析：由能量最低原理可知，打开阀门见水达到平衡时应具有最小势能，故在打开阀门至平衡过程中，水的重力势能减小．又由题意知整个装置与外界绝热，因此由能量守恒得，重力势能的减少量转化为水的内能．故选答案D．
十一、随堂练习
1．下面关于重力势能的说法中，正确的是（）
A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值．
B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面时，物体的重力势能变化是相同的．
C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同．
D．低于零重力势能面的物体的重力势能一定小于在零重力势能平面以上物体的重力势能．
2．如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，其上表面竖立直着一根轻弹簧，弹簧长为，劲度系数为k，下端与物体相连接，现将弹簧上端缓缓竖直向上提起一段距离L，使物体离开地面，这时物体重力势能增加．
3．一根质量分布不均匀的金属链条重30N，长1m，盘曲在水平地面上，当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面需做功12J，如改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面需要做功多少？
4．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为（）
A．B．
C．D．
5．如图所示，物体从A点出发，沿3条不同的轨道运动到B点，则在移动的过程中重力做功的情况是（）
A．沿路径运动，重力做功最多
B．沿路径运动，重力做功最多
C．沿路径运动，重力做功最多
D．无论沿哪条路径，做功都一样多
6．质量为1kg的物体做自由落体运动，下落1s时，物体的动能为，物体的重力势能减少了．
答案：1．BCD2．3．18J4．B5．D6．50J50J