作業(yè)內(nèi)容
初中對(duì)重力勢(shì)能的要求是物體被舉起來(lái)時(shí)的能量。學(xué)生知道重力勢(shì)能和物體的質(zhì)量、高度有關(guān)。在對(duì)重力勢(shì)能有了粗淺的了解之后，我們會(huì)對(duì)重力勢(shì)能用高度和質(zhì)量來(lái)表達(dá)有更深的理解。如果雞蛋撞到石頭上會(huì)碎，那把雞蛋放在空中會(huì)有什么后果呢？在看了雞蛋威力的視頻之后初中物理重力勢(shì)能，大家就會(huì)體會(huì)到高空墜物有多危險(xiǎn)。要理解能量，首先要了解相應(yīng)的做功。我設(shè)計(jì)了三種重力做功的情形；我發(fā)現(xiàn)mgh是一個(gè)具有特殊意義的物理量，并介紹了重力勢(shì)能這個(gè)物理量；我通過(guò)思考題介紹了mgh中高度和系統(tǒng)共享能量的理解。最后通過(guò)圖片和視頻，讓學(xué)生體會(huì)重力勢(shì)能在生活中的應(yīng)用。
物理概念：重力勢(shì)能的概念。
科學(xué)思維：相對(duì)論在概念構(gòu)建中的應(yīng)用。
科學(xué)探究：分析總結(jié)重力所做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：重力勢(shì)能在日常生活中的應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn)：
重力勢(shì)能的概念；重力所作的功與重力勢(shì)能的變化之間的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：
引力勢(shì)能的相對(duì)性和引力勢(shì)能“體系”的共性。
注意，發(fā)揮雞蛋的威力。
告知學(xué)習(xí)目標(biāo)并投射學(xué)習(xí)目標(biāo)。
重力在三種情況下起作用。查看課本以查找結(jié)果。
根據(jù)結(jié)果??得出結(jié)論。
探索mgh對(duì)推導(dǎo)重力勢(shì)能的重要性。獲得重力功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系。
喜馬拉雅山的高度，死海的高度。準(zhǔn)確描述h，建立重力勢(shì)能為零的平面的重要性，人人皆知。
解釋勢(shì)能是系統(tǒng)的能量。
教學(xué)過(guò)程
1. 介紹新課程
教師活動(dòng)：展現(xiàn)雞蛋的力量，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生的興趣。
雞蛋從高處落下，撞破了固體物體。
我想你心里肯定有一個(gè)大大的疑問(wèn)，為什么會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象呢？其實(shí)這跟一個(gè)物理量有關(guān)，“一個(gè)跟地球上物體高度有關(guān)的物理：重力勢(shì)能”。這就是我們這節(jié)課要探究的內(nèi)容。學(xué)完“重力勢(shì)能”，我們??心中的疑問(wèn)就迎刃而解了！
多媒體投影展示新課題：重力勢(shì)能和學(xué)習(xí)目標(biāo)。
學(xué)生活動(dòng)：積極思考，調(diào)動(dòng)思維，走進(jìn)新課。
2. 推廣新課程
[第一部分] 探索引力的作用
創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算以下三種情況下重力所作的功
通過(guò)前人的研究，我們知道能量的改變是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以要研究重力勢(shì)能，首先就要了解重力所作的功。
需要強(qiáng)調(diào)的是，第三種情況要把曲線化為直線，用極限法求解，極限法是物理學(xué)研究中常用的方法。
（1）第一種情況，如果物體從A點(diǎn)垂直落到B點(diǎn)，重力做了多少功？
WG＝mg△h=mgh1－mgh2
（2）第二種情況，物體從A點(diǎn)沿斜面滑到與B點(diǎn)高度相同的C點(diǎn)，重力所作的功為多少？WG = mg△h = mgh1 - mgh2
（3）第三種情況，物體沿表面從A點(diǎn)滑到與B點(diǎn)高度相同的C點(diǎn)，重力做了多少功？
WG＝mg△h=mgh1－mgh2
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（一）
學(xué)生活動(dòng)：派三位學(xué)生展示計(jì)算結(jié)果，分組討論重力做功的特點(diǎn)，學(xué)生代表發(fā)言并得出結(jié)論：重力對(duì)物體所作的功，與物體的路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)（設(shè)計(jì)意圖：從具體情景入手，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生自行推導(dǎo)，總結(jié)、尋求重力做功的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力）
練習(xí)：想象一下，你想從一棟高樓的 10 層下到 3 層。你可以乘電梯或走樓梯。無(wú)論你以何種方式下樓，重力對(duì)你所做的功都一樣嗎？
學(xué)生計(jì)算并得出結(jié)論
答案： 等量 WG = mgh1 - mgh2
【第二場(chǎng)】探索重力勢(shì)能
【第一步】探索重力勢(shì)能的表達(dá)式
我們總結(jié)了重力做功的表達(dá)式：WG = mg△h = mgh1-mgh2
可見(jiàn)，mgh是一個(gè)具有特殊意義的物理量，初中時(shí)我們?cè)骄窟^(guò)重力勢(shì)能與什么有關(guān)，mgh既與質(zhì)量有關(guān)，又與高度有關(guān)，其特性與重力勢(shì)能基本相同，我們稱(chēng)mgh為重力勢(shì)能，表示為Ep=mgh。
學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生回憶初中學(xué)到的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)的知識(shí)。（此設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生將初中和高中的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，有助于學(xué)生接受新知識(shí)）
然后引入重力勢(shì)能的變化：△Ep=mgh2-mgh1
【第二步】探索引力勢(shì)能的相對(duì)性
想想吧
顯示圖片
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問(wèn)：怎樣理解重力勢(shì)能中的h？
經(jīng)過(guò)討論，有的同學(xué)回答了mgh1，有的同學(xué)回答了mgh(h1+h2)，還有的同學(xué)回答了0。（設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到高度是相對(duì)的，所以重力也是相對(duì)的。）
（繼續(xù)探索：）所以在確定物體的重力勢(shì)能時(shí)，必須選擇一個(gè)零參考平面：參考平面以上的勢(shì)能為正；參考平面以下的勢(shì)能為負(fù)。正勢(shì)能大于負(fù)勢(shì)能。
（1、參考平面：重力勢(shì)能總是相對(duì)于某一水平面而言的，這個(gè)水平面叫做參考平面，在參考平面上，重力勢(shì)能為0。
2.參考平面的選擇：選擇什么水平面作為參考平面，取決于研究問(wèn)題的方便，通常選擇地面作為參考平面。
學(xué)生認(rèn)識(shí)到重力勢(shì)能可以是正的也可以是負(fù)的，正負(fù)代表大小。（這是本節(jié)的難點(diǎn)）
【步驟3】勢(shì)能被系統(tǒng)共享
問(wèn)：重力勢(shì)能是誰(shuí)的？
學(xué)生會(huì)很自然地回答說(shuō)是物體m。
問(wèn)題：物體的重力勢(shì)能表達(dá)式為“mgh”網(wǎng)校頭條，其中mg是物體受到的重力。如果地球消失了，這種能量還會(huì)存在嗎？由此可以得出什么結(jié)論？
學(xué)生恍然大悟：原來(lái)，重力勢(shì)能是地球與物體組成的系統(tǒng)所共同擁有的。
（設(shè)計(jì)意圖：設(shè)置問(wèn)題，引發(fā)思維沖突，讓學(xué)生不斷思考、討論，加深對(duì)問(wèn)題的理解，突破本節(jié)的難點(diǎn)。激發(fā)學(xué)生科學(xué)探索的興趣。）
【第三部分】生命中的重力勢(shì)能
雅典奧運(yùn)會(huì)男子69公斤級(jí)舉重比賽中，中國(guó)選手張國(guó)政以抓舉160公斤、挺舉187.5公斤、總成績(jī)347.5公斤的成績(jī)奪得金牌。這也是中國(guó)代表團(tuán)在本屆奧運(yùn)會(huì)上獲得的第11枚金牌。張國(guó)政的制勝動(dòng)作是挺舉187.5公斤，杠鈴舉高約2米。
從重力勢(shì)能的角度，我們?cè)撚懻撆e重運(yùn)動(dòng)員是比較矮還是比較高呢？
跳高形式的發(fā)展歷史,從重力勢(shì)能角度論述不同跳高動(dòng)作的技術(shù)特點(diǎn)以及背越式跳高的優(yōu)勢(shì)。
隨著人類(lèi)能源消耗的快速增加，如何有效提高能源利用率是人類(lèi)面臨的重要課題。下圖是上海“明珠線”輕軌車(chē)站的設(shè)計(jì)，連接站臺(tái)的軌道坡度較小，請(qǐng)從提高能源利用效率的角度分析這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。
課程總結(jié)
1、重力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)與終點(diǎn)的高度差有關(guān)WG = mg△h
2.重力勢(shì)能：地球上物體與其高度有關(guān)的能量。Ep=mgh
3、重力所作的功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系：WG=-△Ep
重力做正功，重力勢(shì)能減少
重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加
4、重力勢(shì)能是相對(duì)的，正負(fù)表示其大小。
一般不作說(shuō)明，即以地面或題目中最低點(diǎn)所在的平面作為參考平面。
5. 勢(shì)能是系統(tǒng)能量
重力勢(shì)能教學(xué)的思考
因?yàn)槌踔形覀円呀?jīng)學(xué)過(guò)重力勢(shì)能（物體因被舉起而具有的能量），所以這一節(jié)的主要任務(wù)就是完成從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)、從定性到定量的轉(zhuǎn)化。
1、視頻導(dǎo)入：本課以一段雞蛋威力的視頻作為導(dǎo)入，極大的吸引了學(xué)生的注意力，讓學(xué)生盡快將注意力轉(zhuǎn)移到課堂上，也讓學(xué)生對(duì)重力勢(shì)能有了感性的認(rèn)識(shí)。讓學(xué)生通過(guò)自己的分析猜測(cè)重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。學(xué)生看完視頻后，知道了高空墜落的危險(xiǎn)性，觀看視頻是學(xué)生進(jìn)行安全教育的有效方式。
2.標(biāo)準(zhǔn)物理推導(dǎo)。這節(jié)課的重點(diǎn)是重力勢(shì)能定義的推導(dǎo)，所以我們嚴(yán)格按照恒力做功公式推導(dǎo)重力所作的功，得到重力勢(shì)能的定義。這是一個(gè)思維的過(guò)程，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生要充分理解和體會(huì)。教師在這個(gè)環(huán)節(jié)的引導(dǎo)尤為重要，一定要到位。根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，我改變了方式，讓學(xué)生自己去課本上找結(jié)果，讓他們自己總結(jié)重力所作功的特點(diǎn)。
3、體會(huì)無(wú)限近似、直線代曲線的科學(xué)方法。研究物體沿任意路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)引力所作的功，啟發(fā)學(xué)生用無(wú)限近似、直線代曲線的極限方法推導(dǎo)出引力所作功的特征。一種科學(xué)方法需要學(xué)生多次體驗(yàn)，才能真正掌握。這種極限方法在新教材中多次出現(xiàn)，也是出于這個(gè)原因。
4、學(xué)以致用。物理來(lái)源于生活，又回到生活。生活中的物理場(chǎng)景中就有重力勢(shì)能的應(yīng)用。舉重運(yùn)動(dòng)員的身高選擇和北越式調(diào)高運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)勢(shì)，上海“明珠線”輕軌站的設(shè)計(jì)，水力發(fā)電、潮汐發(fā)電都有重力勢(shì)能的影子。讓學(xué)生用眼睛去看，用大腦去思考，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。
課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)的教室，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備少，課堂參與度低。通常，學(xué)生上課看一段物理大師5分鐘的視頻，視頻是從與課堂所學(xué)知識(shí)相關(guān)的電影中選取的，學(xué)生對(duì)這部分最感興趣初中物理重力勢(shì)能，學(xué)生會(huì)說(shuō)：“物理大師，研究東西就是為了獲得知識(shí)！”