7.4重力势能教学三维目标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？（二）进行新课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。甲AABB乙h1h2hABhh2h1丙A1A2A3△h1△h2△h3Wmg=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/s2·m=1Nm3、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。问题4:重力势能的变化量。如果斜面粗糙结果如何？总结：（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。4、重力势能的相对性问题1：手拿教科书放在某一位置，问高度是多少？物体的高度总是相对某一水平面来说的。同样，物体的重力势能也是相对于某一水平面来说的，具有相对性。问题2：以天花板为参考平面，讲桌上的粉笔盒重力势能是多少？总结：（1）参考平面上，EP=0；（2）参考平面的选取一般以研究问题的方便为原则。（3）对选定的参考平面而言：上方：h＞0，EP＞0；下方：h＜0，EP＜0，表示物体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少。5、重力势能的系统性我们一直在讲某物体的重力势能，是不是准确呢？由重力做功与重力势能的关系、重力的产生看，如果没有地球，就谈不上重力势能，因此，严格说，重力势能是地球与物体这一系统所共有的，不是物体单独所有的，通常说某物体的重力势能是多少，只是一种简化的说法。
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