高一物理重力势能教案（5篇）
教案是教师教学过程中必不可少的指导工具，能够提升教学质量和效果。下面是小编为大家整理的高一物理重力势能教案，如果大家喜欢可以分享给身边的朋友。
设计思路
《重力势能》一节新教材与旧教材相比有很大变化。教材首先从重力做功开始，讨论物体竖直向下运动、沿倾斜直线向下运动、以至物体沿任意路径向下运动几种情况的重力做功，利用极限思想，严格证明了重力对物体做功与路径无关。分析“mgh”是一个具有特殊意义的物理量，来定义重力势能。然后再分析重力势能的变化和重力做功的关系，再讲重力势能的相对性和系统性。这样将重力势能的讲法准确了，也加深了，思路比较清晰。
本节课内容既是重点又是难点，学生在一节课内不容易全面理解和掌握，教学中不宜追求多而全，可以在后续课程中逐渐理解与加深。
教学过程中可以多举身边的实际例子，由简单的现象如自由落体等进行分析，便于得出结论，学生也容易接受。
教法上教师应充分调动学生的思维，使学生始终处于学习的主体，激发探究意识和学习的积极性。
教学目标
1、知识与技能
（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；
（2）理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；
（3）知道重力势能的相对性和系统性。
2、过程与方法
（1）根据已有的知识，利用极限的思想证明重力做功与路径无关；
（2）根据功和能的关系，推导重力势能的表达式。使学生体会知识建立的方法。
3、情感态度与价值观：从对生活中有关的物理现象观察、对已有知识的掌握得到物理结论，激发和培养
学生探索自然规律的兴趣。
教学重点：
重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。
教学难点：
重力势能的变化和重力做功的关系，重力势能的相对性和系统性。
教学内容：
第四节重力势能
（一）引入新课
问题1：水力发电站是利用水来发电的，水是利用什么来发电的呢？高处的石头欲落下，你为什么害怕，急于要躲开呢？（物体由于被举高而具有重力势能。）
问题2：怎么样认识重力势能呢？
演示：粉笔在竖直方向上的运动。（引导学生分析粉笔上升和下降过程重力做功与重力势能的变化）
功与能是两个密切联系的物理量。物体的高度发生变化，重力势能发生变化，重力要做功。我们认识重力势能，不能脱离重力做功的研究。
（二）进行新课
本节课就从重力做功的研究入手，来认识重力势能。
1、重力做功
根据功的计算公式分别计算甲、乙、丙三种情况中小球由A到B过程中重力所做的功。
过程甲、乙结果为：Wmg=mgh=mgh1-mgh2
过程丙：物体沿任意路径向下运动情况，学生会感到困难。在分析过程中要体现出极限思想，主要强调的是科学方法。思路为：逐步提出问题，引发学生思考并逐步进行分析计算。
（1）物体沿曲线运动，就已有的知识，重力做功能求出吗？（不能）怎么办？
（2）想一想我们能够解决的是什么样的情况？（物体沿直线运动过程重力做功，可以根据过程甲乙的计算结果进行计算。）
（3）回忆前面学习过的方法，可不可以变曲为直呢，怎么变？（将整个路径分成许多很短的间隔）
（4）怎么样来进一步计算重力的做功？（W=W1+ W2+ W3+…）这一过程中，教师听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题。
根据上面的分析，归纳总结出解决问题的方法是：把整个路径分成许多很短的间隔；由于每一段很小很小，都可以近似看作一段倾斜直线；分别求出物体通过每一小段倾斜直线时重力所做的功；物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和。先猜想以下结果可能是什么样的？有没有依据，
A A A h A3 A1 A2 h1 B丙
△h1 △h2 △h3 h h1 h2 B甲
B乙
h2还是一种感觉？然后再进行计算，自己检验你的猜想。结果：Wmg=mgh=mgh1-mgh2
结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
2、重力势能
重力势能应该与那些量有关？如果轻重不同的石头从同一高度下来砸到脚上，感觉怎样？同一块石头从不同高度下来，砸到脚上，感觉又如何？分析出重力势能应该与重力、高度有关。
分析表达式：Wmg=mgh=mgh1-mgh2重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与终点的mgh2两者之差，观察重力mg与所处位置的高度h的乘积“mgh”看出，
（1）与重力做功密切相关；
（2）随高度变化而变化，恰与势能的基本特征一致。
这是一个具有特殊意义的物理量。
（1）定义：地球上的物体具有的和它的高度有关的能量，叫做重力势能。
（2）表达式：Ep=mgh即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
（3）重力势能为标量。
（4）单位：1J=1kg·m/s·m=1Nm
21 h h1 2 h2举例计算如图小球在1和2位置的重力势能。（m=10kg，h1=3m，h2=1m）
3、重力势能的变化和重力做功的关系
问题1：定性分析上图中小球从1→2和从2→1过程中，重力做功情况，重力势能变化情况？
问题2：定量分析重力势能的变化和重力做功的关系？
结合上面的具体数值，计算重力势能的变化值，和重力做功的数值，首先建立一个数量上的概念。
分析：Wmg= mgh1-mgh2式中：Wmg为重力做功；EP1=mgh1为初位置的重力势能；EP2=mgh2为末位置的重力势能。
重力势能的变化表示为：△EP= EP2- EP1则：Wmg= —（EP2—EP1）= —△EP
问题3:小球沿光滑斜面下滑到底端，计算重力做功。
教学目标
知识目标
1、理解重力势能的概念，会用重力势的定义进行计算。
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
3、知道重力势能的相对性。
能力目标
1、根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式;
2、学会从功和能的关系上解释和分析物理形象。
德育目标
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点
重力势能的系统性和相对性
课程类型
新授课
教学方法
实验观察法、分析归纳法、讲练法
教学用具
ppt课件，电子教鞭
课时安排：1课时
教学步骤
导入新课
曾经读过一篇文章，叫做《汕头的雪》，汕头也会下雪吗?
汕头也会下雪，与众不同的雪——木棉棉絮。南方的人，对北方的雪总有一些期待，我也不例外。
有哪些同学见过北方的雪吗?
洁白无垠的雪，总让人浮想联翩，也让人向往，但是，令人想不到的是，它也具有惊人的破坏力：
例1：20__年9月21日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成100人失踪(附图片)
例2：四川丹巴亚丁雪崩(附图片)
如此美丽的雪花，怎么会有这么大的破坏力?雪崩为什么会有这么大的能量?
浩瀚夜空，点点繁星，当我们在欣赏璀璨星空的时候，绝不会想象到它们也会给地球带来巨大的伤害：
美国内华达州亚利桑那陨石坑，5万年前，一颗直径约为30～50m的铁质流星撞击地面，它的爆炸力超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个大坑，据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。(附图片)
陨石为何具有这么大的能量?这些能量与什么因素有关?
雪崩和陨石都有一个特点，具有一定的高度。
学习了中学物理后，我们知道物体由于被举高而具有的能量就叫做重力势能，物体的重力势能的大小与什么因素有关呢?
小实验(视频)：
实验一：相同质量的小球，从不同高度下落。
实验二：不同质量的物体，从同一高度下落。
学生观察后得出结论：
实验一：质量一定时，高度越高，重力势能越大。
实验二：高度一定时，质量越大，重力势能越大。
要研究重力势能，就不能脱离对重力做功的研究
新课教学
一、重力做功
讨论小球竖直下落，重力所做的功
物体由A运动到B，重力做功mgh
讨论小球沿斜线下落，重力所做的功
物体由A运动到B，重力做功mgh
3、讨论小球沿曲线下落，重力所做的功
物体由A运动到B，重力做功mgh
综合以上三种情况，可以得到结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
即WG =mgh1- mgh2
二、重力势能：
结合功和能的关系，我们可以分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，并且经过推导又得到重力所做的功等于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。
重力势能：物体凭借其高度而具有的能量 EP=mgh
1、重力做功与重力势能的变化 WG = mgh1-mgh2= Ep1 - Ep2
重力做功WG
(正、负)
重力势能Ep
(增加、减少)
重力做功和重力势能变化的关系
物体上升
负
增加
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
物体下落
正
减少
重力做的功等于重力势能的减少
【练习】
一质量为5kg的小球从5m高处下落，碰撞地面后弹起，每次弹起的高度比下落高度低1m，求：小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?重力势能如何变化? (g=9.8m/s )
解略 新课教学
1、讨论课本P60中的“说一说”。
2、确定重力势能的大小
学生分组讨论：一栋三层高的楼房，每层的高度3m，将一个质量为5kg的小球放在三楼阳台的栏杆上，栏杆的高度是1m，求小球的重力势能。( g=9.8m/s2 )
不同学生得到的重力势能数值可能不同。
这是由于所选高度的起点不同而造成的。
我们把所选高度的起点处的平面叫参考平面
确定重力势能的方法：
①先选定参考平面(0势能面)
②在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值;
一、教学目标
理解重力势能的概念及重力做功与重力势能的关系；知道重力势能的相对性和势能是系统所共有的。
【过程与方法】
通过理论探究的过程，提升归纳总结的能力，体会用“理论推导”研究问题的方法。
【情感态度与价值观】
经历对生活中有关物理现象的观察，感受物理与生活的紧密联系，激发对自然规律的探索兴趣。
二、教学重难点
【重点】
重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
【难点】
重力势能的相对性。
三、教学过程
环节一：导入新课
教师先创设一个情景：如果将石块置于脚边和高空，哪种情况会给人危险的感觉？思考造成这种感觉的原因，从而引出课题《重力势能》。
环节二：新课讲授
（三）重力势能的相对性
提问：人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？
生：向里跳到五楼的地板上
师：这个问题可以说明高度是有相对性的，这也就决定了重力势能的相对性。
提问：如果计算放在桌子上的物体具有多大的重力势能，只有一种结果吗？
生：不是的，会有不同的结果。因为选择不同的水平面做参考平面，在这个参考平面上的物体的
重力势能就为0。
师：研究不同的问题参考平面的选取也是不同的，不过我们常选地面为参考平面。在研究同一个问题时，参考平面选取的不同，不会影响问题的研究。因为研究物体的重力势能，有价值的是势能的差值，范文，而选择不同的参考平面对这个差值没有影响。
教师继续深化：若参考平面选定，上方物体的高度为正值，重力势能也是正值；下方物体的高度为负值，重力势能也是负值。负值表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要小。（可以类比温度计讲解）
（四）势能是系统所共有的
教师讲解：重力是地球与物体相互吸引而引起的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力做功，也就不存在重力势能，所以重力势能是这个系统的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
环节三：巩固提升
结合本节课知识，小组讨论高空抛物为何危害大？
环节四：小结作业
学生总结本节所学内容。并完成课后相关习题。
一、说教材
本节知识点是人教版高一物理第七章第四节的内容，重力势能是学生日常生活中很常见的一种能量，它与重力做功紧密联系，加深了学生对做功的理解，并且重力做功与重力势能的变化之间的关系是本章“机械能守恒定律”的须知知识，本节的讲解思路也为学生学习电势能、分子势能打下坚实的，基础因此这一部分的内容具有重要的承上启下的作用。
二、学情分析
从认知上看，高一学生由感性认知向理性认知过渡;从思维上看，学生由形象思维向理性思维过渡。由于初中学过关于重力势能的介绍。因此本节的主要任务是完成由感性认识到理性认识，由定性认识到定量计算的转化。
(过渡)基于我对教材的理解和分析，按照新课程标准，又结合高一年级学生的认知特点，我制定了以下三维教学目标：
三、教学目标
1、知识与技能
(1)理解重力势能的概念，学生能用计算式计算物体的重力势能。
(2)理解重力做功与重力势能的变化之间的关系，知道重力做功与路径无关。
(3)知道重力势能具有相对性。
2、过程与方法
(1)根据共和能的关系，推出重力势能表达式
(2)实验，学生能够掌握科学研究方法----控制变量法
(3)对结果分析，培养学生的发散思维。
3、情感态度与价值观
对实验的操作、观察、讨论，激发学生探索科学的兴趣。
为了有效的达成以上教学目标，我确定了以下教学重点和难点：
四、教学重、难点
重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
难点：重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
(过渡)为了突出重点，突破难点，同时结合新课程以教师为主导作用与学生主体作用相统一的教学理念，我确立了本课的教法和学法。
五、说教法和学法
本节课的教学方法采用：设疑法、理论探究法、讲授法、例举法。学法指导上主要采取自主学习、交流合作式学习、分析归纳式学习等方法。
(过渡)在教学过程中这些教法和学法将会得到体现。最后我重点来谈谈这一堂课的教学过程
六、说教学过程
(一)导入新课
投影多媒体图片：利用生活常见事例，比如屋檐上一块摇摇欲坠的瓦片，常使行人惊心。(意图：创设问题情景，激发学生兴趣。)
引出重力势能的定义：物体由于被举高而具有重力势能。物体的高度发生变化时，重力要做功，因而认识重力势能要对重力做功进行研究。
(二)推进新课：本版块我分为四个环节层层推进。
【第一环节】探究重力的功
为了弄清这个问题，我创设情境，引导学生计算下列三种情况下重力做的功
小球自由下落(图)
小球沿倾斜直线下落(图)
小球沿曲线下落(图)
学生比较计算结果，讨论重力做到功，最终得出结论：重力对物体所做的功与物体路径无关，只跟起点和终点的位置有关。
(设计意图：从具体情景入手，教师引导，学生自己推导，总结寻求重力做功的特点，培养学生的探究能力)
接下来我们探究重力势能的表达式?
【第二环节】探究重力势能
【步骤一】：定性探究：重力势能与那些因素有关
学生建立假设，设计实验，检验假设
实验1：用同体积的铁球和橡胶球从相同高度落下，观察落入橡皮泥的深度。
实验2：用同一小铁球从不同高度落下，观察落入橡皮泥的深度。
归纳总结：重力势能跟物体的质量和高度都有关系;物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。
(设计意图，实验，认识影响重力势能的因素，为重力势能的定量表示奠定基础，同时学生掌握了控制变量法的科学研究方法)
【步骤二】定量探究：怎么样定量地表示重力势能?
引导学生联想重力做功表达式：WG=mgh=mgh1-mgh2 由上面式子可以看出，式子右边正好是某个物理量的变化值，在物理学中，我们用“mgh”表示重力势能。
归纳总结：重力势能的定义式：EP=mgh(采用讲授法，指出mgh的特殊含义，重力势能的定义的提出也就水到渠成了)
指出重力势能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位中都是焦耳(J)。
【步骤三】设问：物体位置变化，重力做功，同时重力势能发生变化，那么重力做功与重力势能有什么关系呢?
小组讨论总结：WG= EP1-EP2
即：重力做功等于重力势能的变化
教师引导学生分两种情况讨论：
物体从高处运动到低处：重力做正功，势能减小量等于重力所做的功
物体从低处运动到高处：重力做负功，势能的增加量为物体客服重力所做的功
(设计意图：分两种情况讨论，学生能够更深刻的认识功与能的关系：做功过程就是能量变化的过程。从而也到达了本节重点的突破)
【第三环节】重力势能的相对性
设问：计算某物体在一定高度时的重力势能
(设计意图：学生出现不同计算结果，展开讨论，引出重力势能的相对性)
归纳总结：
1.重力势能的相对性，与参考平面的选择有关，重力势能的差值与参考平面无关
2.重力势能有正负
【第四环节】势能是系统所共有的
设问：重力势能是谁的?
学生会想当然回答是物体m的
设问：如果没有地球，还有重力势能吗?
学生豁然开朗：原来重力势能是地球和物体组成的系统所共有的
(设计意图：设置问题，引发思维冲突，学生不断思考，讨论，加深对问题的认识，突破本节难点。激发学生对科学探究的的兴趣。)
(三)课堂小结
学生小结本课学习知识，一是检查上课内容的落实情况，另一方面便于建构本课知识体系，培养学生的归纳概括能力。同时教师加以完善补充，形成板书如下：
七、板书设计
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一、教学目标：
（一）知识与技能
1．理解重力势能的概念，强调“势”的含义，会用重力势能的定义进行计算。
2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
3．知道重力势能的相对性和系统性。
（二）过程与方法
用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。
（三）情感、态度与价值观
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
二、教学重难点：
1.教学重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
2.教学难点：重力势能的相对性和系统性。
三、教学过程：
(一）新课引入
我们在追寻守恒量一节中找到了一个不变的量，并把它叫作能量。对于能量是如何来定义或是量度的呢？我们物理学中是通过功能关系来定义，并规定：功是能量转化的量度。实际上，物体做功的过程就是能量转化的过程。比如：把一个质量为m的物块举高，物块要克服重力做功的过程中，同时伴随着它的重力势能也在变化。这节课，我们就从重力做功的角度来定量地研究重力势能的表达式。[板书：重力势能]
(二)新课教学
1．重力做的功[板书]
提问1：前面我们提到恒力做功（除摩擦力外）有什么特点？如1，小球在力F作用下由A点运动到B点过程中，力F做功怎么求？
(学生)答：恒力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。力F做的功为：。
总结：对于给定的物体，其重力所做的功应该也有这个特点。
（1）重力做功的特点：
重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关,与物体运动的路径无关。[板书]
提问2：怎么来证明呢？（让学生看书思考一下）
教师提示：如2所示，物体由A点沿三条不同的路径运动到B点的过程中，重力做的功为多少？（这里用到了微元思想）
总结：在这个过程中，重力所做的功都为：，得证重力做功与其运动路径无关，只与初末位置有关。
扩展：对于今后凡是碰到哪个力做功与路径无关，我们都可以引入一个相应的势能概念。
（2）重力做功的表达式：。
提问3：回过来看一看，既然功是能量转化的量度，表达式的右边表示的是什么？
总结：表示的能量之差，、就应该是物体在初末位置所对应的能量。也就是说就是我们寻找的重力势能的表达式。
2．重力势能[板书]
（1）定义：物体所受的重力与其所处的高度的乘积。
（2）表达式：。
（3）理解：①状态量，②标量，③单位：焦耳（J）。
（4）特点：
①具有相对性。因高度h具有相对性，重力势能也具有相对性。
提问4：对于讲桌上的粉笔盒，它所处的高度是多少？（等待学生思考）
要确定高度就必须先确定一个参考平面。我们把所选的参考平面认为势能为零。物体处在零势能面之上，就认为势能为正；处在零势能面之下，就认为势能为负。
提问5：物体大小形状不能忽略时，它距参考平面的高度怎么来确定？（等待学生思考）
物体大小形状不能忽略时，它距参考平面的高度应是物体重心到参考面的高度。如3所示。
②重力势能有正负，正负表示大小。
③具有系统性。物体的重力是地球施加的，如果没有地球，就不可能受到重力作用。重力势能应该归物体和地球所共有的。
例1 如4所示，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上高h1=1.2m的A点下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。
（1）在表格中的空白处按要求填入数据。
所选择的的参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个过程中小球重力做的功
整个下落过程中小球重力势能的变化
桌面
地面
（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否会改变？
3．重力势能与重力做功的关系[板书]
上面重力做功的表达式就可以写成：。
讨论：当重力做正功时，重力势能就要减小，即。当重力做负功时，重力势能就要增加，即。
重力势能的变化定义为：。（与参考面的选取无关。）
提问6：我们发现例1中，整个过程中小球重力做的功与整个下落过程中小球重力势能的变化成什么关系？
总结：重力势能的变化与重力做功的关系：。
例2 质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有的长度悬在桌面边缘，如5所示，松手后，链条滑离桌面，问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少？
四、课堂小结：
1．重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关。
2．重力势能：。
3．重力势能具有相对性与系统性，具有正负且表示大小。
4．重力做功与重力势能变化的关系：。
五、作业布置：
课本66页问题与练习第2、4题。