高中物理教学设计优秀教案(精选6篇)
篇1:高中物理教学设计优秀教案
从容说课
本节讲述重力势能及其相对性,重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致,学生往往不易理解,教学时最好能结合一些实例,从能量转化的角度分析,解开学生的困惑,例如可举在自由落体运动中,重力做正功,重力势能减少,同时由动能定理可知,动能增加,重力势能转化为动能。这样做也可以为下一节讲解机械能守恒定律作好准备。
关于重力做功与路径无关和弹性势能的教学,根据学校学生的具体情况,可以适当地展开探究,这对提升学生能力是非常有帮助的。
学生已掌握动能、重力势能的概念,对本节来说已有了很好的知识基础,教学中应大胆放手,使学生对重力做功和重力势能的改变的关系进行探索,有利于培养学生的知识探究能力,培养兴趣。
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。
教具准备球(大小相同的一个钢球,一个木球)两个、透明玻璃容器、沙子、投影片等。
课时安排1课时
三维目标
一、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;
4。了解弹性势能。
二、过程与方法
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分析和解释物理现象。
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。
教学过程
导入新课
放录像:节选美丽的东北雪景,紧接着过渡到大雪山的壮观,在学生正看得津津有味时,跳到雪山发生雪崩,大雪以排山倒海之势,摧毁一切,给人类和自然带来巨大的灾难。
教师提问:为什么看起来非常漂亮的雪花会有如此大的破坏力呢?
学生回答:由于具有巨大的能量。
学生活动:接着观看录像,思考问题。
重锤把水泥桩打进地里,说明重锤对水泥桩做了功。据功和能的关系,既然重锤可以对水泥桩做功,表明重锤具有能。
推进新课
在初中,我们已经学过:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。那么重力势能的大小与什么有关,又如何定量表示呢?除了重力势能以外还有其他形式的势能吗?本节课我们就来研究解决这些问题。
一、重力势能
【实验探究】
1。重力势能与什么因素有关
[程序一]演示实验
[演示一]在一个玻璃容器内放入沙子,拿一个铁球分别从不同的高度释放,使其落到沙子中,测量铁球落入的深度。
[演示二]
把大小相同、质量不同的两个球从同一高度释放,测量它们落入沙子中的深度。
[程序二]学生叙述实验现象:
(1)当铁球质量一定时,释放点越高,铁球落入沙子中越深;
(2)当释放高度一定时,铁球质量大,铁球落入沙子中越深。
[程序三]据实验现象总结:
物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大。
在物理学中我们就用gh这个物理量来表示物体的重力势能。
板 书:
Ep=gh
物体的质量 千克(g)
g 重力加速度 米/秒2(/s2)
h 物体的高度 米
Ep 物体的重力势能 焦耳()
重力势能是标量,单位:
2。重力势能的相对性和系统性
教师活动:引导学生阅读课文相关内容。投影阅读思考题:
(1)为什么说重力势能具有相对性?
(2)什么是参考平面?参考平面的选取是唯一确定的吗?
(3)选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是否相同?是否会影响有关重力势能问题的研究?
(4)如果物体在参考平面的上方,重力势能取什么值?表示什么含义?
(5)如果物体在参考平面的下方,重力势能取什么值?表示什么含义?
学生活动:带着问题阅读教材,然后选出代表发言。
教师活动:听取学生汇报,总结点评:
1。重力势能总是相对于某个水平面来说的,这个水平面叫参考平面。参考平面选取不同,重力势能的数值就不同。可见,重力势能具有相对性。
选择哪个水平面作为参考平面,可视具体情况而定,通常选择地面作为参考平面。
2。选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,但并不影响研究有关重力势能的问题,因为在有关的问题中,有确定意义的是重力势能的差值,这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同。
3。对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体,高度是正值,重力势能也是正值,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大。
4。在参考平面下方的物体,高度是负值,物体具有负的重力势能,表示物体在该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。
【知识拓展】
重力势能和重力有关,而重力是地球施加给物体的,没有地球,也就谈不上重力势能。可见,重力势能是“地球和物体”这个系统共有的。
学生活动:讨论对重力势能“系统性”的理解,并发表各自的观点。
【课堂巩固】
投影题目
1。关于重力势能的几种理解,正确的是( )
A。重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功
B。放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零
C。在不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等
D。相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响研究有关重力势能的问题
答案:CD
2。如图所示,桌面高为h,质量为的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力。假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )
A。ghB。gH
C。g(h+H)D。-gh
思路:重力势能的大小是相对参考平面而言的,参考平面选择不同,物体的高度不同,重力势能的大小则不同。
解析:据题意知,已选定桌面为参考平面,则小球在最高点时的高度为H,小球在桌面的高度为零,小球在地面时的高度为-h,所以小球落到地面时,它的重力势能为E下标?p?=-gh。
答案:D
二、重力做功与重力势能的改变
[程序一]定性讨论:
1。把一个物体举高,重力做什么功?重力势能如何变化?
2。一个物体从高处下落,重力做什么功?重力势能如何变化?
[程序二]学生汇报讨论结果:
把一个物体举高,重力做负功,即物体克服重力做功,物体的重力势能增大;
一个物体从高处下落,重力做正功,重力势能减小。
[程序三]教师总结:
从刚才的讨论中可知:重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加。
把功和能的关系用到此处得到:
1。重力势能的变化跟重力做功有密切联系。
2。重力做了多少功,重力势能就改变多少。
[过渡]由此我们可以借助于重力做功来定量研究重力势能。
[程序四]推导重力势能的定量表示式。
[投影]
一个质量为的物体从距地高为h1的A点下落到距地高为h2的B点,求重力做的功。
在该下落过程中,重力做的功为:
WG=gΔh=gh1-gh2。
[程序五]讨论重力做的功与重力势能改变之间的关系。
投影公式:
WG=Ep1-Ep2
[说明]WG表示重力做的功;Ep1表示物体初位置的重力势能;Ep2表示物体末位置的重力势能。
讨论得到:
1。当物体由高处运动到低处时,重力做正功,则WG>0,Ep1>Ep2?,表示重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功。
2。当物体由低处运动到高处时,重力做负功,WG<0,Ep1
[推理]
物体从A运动到B,路径有无数条,但不论沿哪条路径,从A到B重力做的功都等于物体重力势能的减少量。而物体重力势能的减少量gΔh是一定的,所以沿不同的路径把物体从一位置移动到另一位置,重力所做的功是一定的。
板 书:
重力所做的功只跟初位置的高度h1和末位置的高度h2有关,跟物体运动的路径无关。
【教师精讲】
1。起重机以 的加速度将质量为的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?
解析:由题意可知起重机的加速度 ,物体上升高度h,
据牛顿第二定律得g-F=a,所以F=g-a=g-× g= g
方向竖直向上。
所以拉力做功
WF=Fhcs0°= gh
重力做功
WG=ghcs180°=-gh
即物体克服重力做功为gh
又因为WG=Ep1-Ep2=-gh
WG<0,Ep1
即物体的重力势能增加了gh。
2。如图所示,一条铁链长为2 ,质量为10 g,放在光滑的水平地面上,拿住一端匀速提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,拉力所做的功是多少?
解析:由于铁链中各铁环之间在未提起时无相互作用,所以匀速提起时的拉力F1总是等于被提起部分铁环的重力,即F1=G1=1g。由于1是逐渐增大的,所以拉力F1也是逐渐增大的,所以不能用W=Fhcsα求解。
由功能关系,铁链从初状态到末状态,它的重心位置提高了 ,因而它的重力势能增加了ΔEp=gh=gL/2,又由于铁链是匀速提起,因而它的动能没有变化,所以拉力F对铁链所做的功就等于铁链重力势能的增加量。
即WF=ΔEp= gL= ×10×9。8×2 =98 。
三、弹性势能的改变
【演示】
装置如图所示:
将一木块靠在弹簧上,压缩后松手,弹簧将木块弹出。
分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验,分别把它们压缩后松手,观察现象。
学生活动:观察并叙述实验现象。
现象一:同一根弹簧,压缩程度越大时,弹簧把木块推得越远。
现象二:两根等长的软、硬弹簧,压缩相同程度时,硬弹簧把木块弹出得远。
师生共同分析,得出结论:
上述实验中,弹簧被压缩时,要发生形变,在恢复原状时能够对木块做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能。
教师活动:多媒体演示(撑杆中的弹性势能),发生形变的物体,具有弹性势能。
请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子。
学生活动:观察演示,体会发生形变的物体,具有弹性势能;思考并举例:a。卷紧的发条 b。被拉伸或压缩的弹簧 c。击球的网球拍 d。拉开的弓。
【合作探究】
教师活动:弹性势能的大小与哪些因素有关?弹性势能的表达式应该是怎样的?我们就来探究这些问题。
我们在学习重力势能时,是从哪里开始入手进行分析的?这对我们讨论弹性势能有何启示?
学生活动:思考后回答:
学习重力势能时,是从重力做功开始入手分析的,讨论弹性势能应该从弹力做功的分析入手。
点评:通过知识的迁移,找到探究规律的思想方法,形成良好的思维习惯。
教师活动:当弹簧的长度为原长时,它的弹性势能为零,弹簧被拉长或被压缩后,就具有了弹性势能,我们只研究弹簧拉长的情况。
在探究的过程中,我们要依次解决哪几个问题呢?请同学们快速阅读课本,把这几个问题找出来。
学生活动:阅读教材,找出探究过程中要依次解决的问题,从总体上把握探究的思路。
教师活动:倾听学生回答,进一步引导。
(1)重力势能与高度h成正比,弹性势能是否也与弹簧的伸长量(或缩短量)成正比?说出你的理由。
(2)在高度h相同的情况下,物体的质量越大,重力势能越大,对于不同的弹簧,其弹性势能是否也有类似的情形?
(3)对弹性势能的猜测,并不能告诉我们弹性势能的表达式,这样的猜测有没有实际意义?
学生活动:思考问题,学生代表发言。
教师活动:听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题。
提出问题:重力做功,重力势能发生变化,重力做功在数值上等于重力势能的变化量。那么,弹力做功与弹性势能的变化之间的关系是怎样的?
学生活动:思考问题,学生代表发言。
教师活动:听取学生汇报,点评,解答学生可能提出的问题。
提出问题:重力是恒力,重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积。那么,拉伸弹簧时,拉力做功该怎样计算?并在练习本上自己画图,写出拉力在整个过程中做功的表达式。
学生活动:思考拉力做功的计算方法,选出代表发表自己的见解。
点评:通过学生阅读,培养学生的阅读理解能力;通过学生探求变力做功的方法,初步形成微分求解变量的物理思想方法。
教师活动:听取学生汇报,投影学生的求解过程,解答学生可能提出的问题。
提出问题:怎样计算拉力做功的求和式?是否可以用F—l图象下梯形的面积来代表功?
学生活动:在练习本上作F—l图象,推导拉力做功的表达式。
教师活动:听取学生汇报,投影学生的推导过程,解答学生可能提出的问题。
点评:在处理匀变速直线运动的位移时,曾利用vt图象下梯形的面积来代表位移;这里利用F—l图象下的面积来代表功,可以培养学生知识迁移的能力。但要搞清弹簧长度和伸长量的区别,l表示伸长量,则F—l图象下是一个三角形的面积来代表功。
【例题剖析】
1。对弹性势能的理解
[例1]一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,如图所示,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处。则( )
A。h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大
B。弹簧在A点的压缩量与h无关
C。h愈大,最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大
D。小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大
解析:最终小球静止在A点时,通过受力分析,小球受自身重力与弹簧的弹力作用,由弹力公式F=l,即可得出弹簧在A点的压缩量与h无关,弹簧的弹性势能与h无关。
答案:B
2。关于不同能量间的转化
[例2]如图所示,表示撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。
分析:运动员的助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能;起跳时,运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和撑杆中的弹性势能;随着人体的继续上升,撑杆中的弹性势能转化为人的重力势能,使人体上升至横杆以上;越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能。
教师活动:势能也叫位能,是由相互作用的物体的相对位置决定的。重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的,弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。我们以后还会学到其他形式的势能。
【知识拓展】
[例1]盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30 N,长L=1 ,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 。金属链重力势能增加__________,此时金属链重心位置距地面__________。如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功__________。
解析:从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 ,金属链重力势能增加ΔEp=Gh1=10 ,此时金属链重心位置距地面h1=0。33 。如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功W2=G(L—h1)=20 。
[例2]如图所示,一个人通过定滑轮匀速地拉起质量为的物体,当人沿水平地面从A点走到B点时,位移为s,绳子方向与竖直方向成α角,原先绳子方向竖直,不计阻力。则人拉物体所做的功为多少?
解析:由于人拉绳的力的方向不确定,不能用功的定义式来计算人所做的功,须通过动能定理来计算人所做的功。而重力的功根据重力做功的特点可得: 。
由动能定理可得:W—WG=0
所以人所做的功为: 。
课堂小结
1。势能由物体间的相互作用而产生,由它们的相对位置而决定。
2。势能是标量,单位是焦耳。
3。重力对物体所做的功与物体的运动路径无关,只跟物体运动的始、末位置有关,重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差。
4。重力势能是地球和地面上的物体共同具有的,一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关。
布置作业
课本P31作业1、2、3、4。
板书设计
活动与探究
探究橡皮筋的弹性势能与伸长量的关系。
写出实验步骤及注意事项,同学间交流讨论。
篇2:高中物理教学设计优秀教案
(1)电磁波中的电场和磁场互相垂直,并且都与波的传播方向垂直,即电磁波是横波。光是一种电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。如上图所示。
(2)电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能,在传播过程中,电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。
(3)三个特征量的关系:v=λf。在真空中v=3.0×108 /s。
师:麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义,足以根牛顿力学体系相媲美,它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。
3.赫兹的电火花
师:麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。
(引导学生阅读教材,了解赫兹证实电磁波存在的探索历程)
教师可以向学生介绍赫兹的生平简介(见附录),激发学生求知上进的热情,对学生进行物理情感教育。
课堂总结、点评
本节主要学习了麦克斯韦电磁场理论的主要内容。知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。还知道了变化的电场和磁场相互联系,形成一个统一的场,即电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波。电磁波中的电场与磁场相互垂直,且二者均与波的传播方向垂直,即电磁波是横波。
课余作业
完成P79“问题与练习”的题目。
教学体会
篇3:高中物理教学设计优秀教案
农工民主党天津市委员会曾在中小学进行“国学”教育的问卷调查, 在205份调查问卷中, 中小学生和他们的家长、老师认为传统文化教育缺失的多达138人。审视当今学校教育, 正是这种传统文化教育的缺失, 使越来越多的学生习惯依赖师长, 缺乏自立能力 ;习惯自我为中心, 爱国精神缺乏 ;习惯被动学习, 创新能力弱化 ;习惯功利性价值取向, 传统美德缺失, 等等。尽管造成传统文化缺失的原因很多, 但学校教育有着不可推脱的责任。而课堂作为学校教育的主阵地, 课程作为教育的重要载体, 教师作为文化的传播者, 如何切实将优秀传统文化教育放在重要的位置上, 值得每一位教育工作者思考。
教育部2014年3月关于印发《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》的通知中明确指出 :“青少年学生是祖国的未来, 民族的希望, 加强对青少年学生的中华优秀传统文化教育, 对于培养中华优秀传统文化的继承者和弘扬者, 推动文化传承创新, 建设社会主义先进文化具有基础作用。……加强中华优秀传统文化教育, 对于引导青少年学生增强民族文化自信和价值观自信, 自觉践行社会主义核心价值观具有重要作用。……地理、数学、物理、化学、生物等课程, 应结合教学环节渗透中华优秀传统文化相关内容。”
物理作为自然科学中重要的学科之一, 在教学环节中有意识渗透中华传统文化教育既是历史赋予我们每一位中学物理教师的使命, 更是时代赋予我们的责任。长期以来, 中学物理教师更多关注物理知识、概念、规律教学, 似乎物理只是由一些公式、定理等死知识构成, 学习物理只是为了应付考试, 忽视了物理文化乃至中华传统文化对中学生人格塑造、人文素养提升、科学精神培养的影响。中学物理教学应从历史的、文化的高度来展现物理学的魅力。
一、关注教学情境, 营造传统文化教育氛围
现行的中学物理教材中, 绝大多数物理概念、规律、方法都以西方科学家的思维方式和探究活动呈现。而我们的学生有自身的文化背景, 有熟悉的生活经验和思维习惯, 这就使相当一部分学生在物理学习上缺乏文化共鸣。这也是学生感到物理抽象难懂的原因之一。
现代教育理论认为, 教育是科学, 但更重要的是情感交流艺术。中学物理教师要关注教学情境, 关注学生人文精神和科学精神的融合, 用心为学生创设一个具有浓郁中国物理文化氛围的“文化场”。帮助学生从自身文化底蕴出发, 经历合作、探究、感悟、归纳、交流等活动, 潜移默化接受传统文化熏陶, 逐渐培养科学精神、人文素养、求实价值观及对传统文化敬仰之情。
比如在讲时间、时刻、爱因斯坦的时空观时, 笔者在课前布置学生去了解我国古代对时空观的认识, 营造中国传统文化教育氛围。
生1 :受宇宙观和元气论的影响, 战国时期《管子·宙合》篇中, 把时间称为“宙”, 空间称为“合”, 其中说, “天地, 万物之橐, 宙合又橐天地”, 即万物都包涵在天地之内, 而天地又包涵在时空的“宙合”之中。
生2 :墨家对时空的认识又有了新发展, 他们把空间称为“宇”, 把时间称为久。《墨子·经上》中说 :“宇, 弥异所也 ;久, 弥异时也。”《经说上》中解释为“宇, 东西家南北 ;久, 古、今、旦、莫 (暮) 。”意思“久”就是像古今旦暮一样, 是不同时间的总称, 而“宇”就像东西南北一样, 是不同空间的总称。古人用一个“弥”字形容时间的悠远无极与空间的广漠无限。表明时空无穷的特征与连续性。
师 :《经说上》空间为何不直接说“东西南北”, 而表述为“东西家南北”? 有没有同学了解“家”的含义?
生2 (补充) :“家”是参考系, 是“中心”, 东西南北相对这个中心而言。这里“中心”可以随便定义, 是相对的。西方人说“地球是宇宙的中心”就不如《墨经》中准确。
(学生讨论归纳 :在欧洲, 直到20世纪初, 才把空间和时间科学地统一起来。但在中国古代, 远在先秦时期, 就把空间和时间联系起来考虑。)
师 (补充介绍) :对时刻和时间的认识, 《墨子·经上》说 :“始, 当时也。”《经说上》解释为 :“始 :时, 或有久, 或无久, 始当无久。”古人认为, 时间分为两种 :一种有一定的间隔——“有久”, 即现在所说的时间或时间间隔。另一种没有间隔——“无久”, 即现在所说的时刻, 近代微积分中经常使用的⊿t→0表述。
课前通过创设这样的传统文化氛围, 学生在了解古代时空观的同时, 认识了古人卓越的才能, 扩展了视野、增强了民族自豪感, 也极大激发了学生对爱因斯坦时空观的探究欲望, 为后续相对论相关知识的学习和理解做了很好的文化铺垫, 取得了很好的教学效果。
二、丰富教学内容, 创设传统文化教育载体
1.增加中国物理学史的内容, 提升文化素养, 增强学生对传统文化的认同。中国古代在天文、数学、建筑、纺织等多方面拥有世界领先的成就。特别是古代四大发明是中国对世界文明进步作出的巨大贡献。在物理教学中, 适时地提供中国物理学史内容, 不仅拉近所学物理知识与学生之间的认知距离, 充实课堂教学内容, 更重要的是在这样的文化背景中, 学生能真切感受到中国古代物理成就在推动人类文化发展中的重要作用, 产生文化认同。
比如, 在讲牛顿运动定律时, 需要解释“力是运动状态改变的原因”。笔者增加了相关物理学史的内容, 加深学生对“力”这个动力学重要概念的理解。公元前384~ 322, 古希腊亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。因为这个观点很符合人们的直接生活体验, 所以统治了欧洲两千年。直到伽利略用理想实验的方法否认了这一观点, 确立了力是运动状态改变的原因, 即产生加速度的原因。但是, 在中国古代, 与亚里士多德同时期甚至比他更早一些的《墨经》已经对力提出了准确的定义。《墨子·经上》说 :“力, 刑 (形) 之所以奋也。”《经说上》解释为 :“力 :重之谓。下与重, 奋也。”古代, “刑”和“形”两个字通用, 指的是物体。在古代, “奋”用于描述物质的或精神的状态改变, 如果保持原有状态, 就不“奋”的。鸟儿从田野奋而起飞, 古人从“奋”这个动作或状态来改变理解力的概念。结合现代词中“奋起直追”、“加把劲”, 按照我们传统文化方式, 从语言文字的丰富内涵中, 意会“力”的含义。比起教师费尽口舌、枯燥乏味地解释“维持”与“改变”的区别, 加入这段物理学史内容后, 不仅激发了学生学习兴趣, 同时也产生了由内而外的民族自豪感。同时学生感受到在确立“力”这个概念上, 中西方文化背景差异和研究习惯的差异, 增加对不同文化的适应性。
2.设计综合实践活动, 培育文化土壤, 增强学生对传统文化的体验。设计符合中学生认知水平的综合实践活动, 有助于培养学生创新精神和实践能力, 对学生良好个人品质的形成有积极的作用。综合实践活动包括研究性学习、社区服务、社会实践等。结合学生已有的物理知识、道德水平、文化背景, 找准在实践活动中传统文化教育的切入点, 有时会有意想不到的效果。
比如, 高一物理力学知识学完之后, 笔者精心设计了“桥梁研究”综合实践活动。活动内容有 :了解世界桥梁分类、结构、力学原理 ;探寻中国古代桥梁建设成就, 了解中国悠久的桥文化 ;参观南通市苏通长江大桥并了解相关建设数据, 体验桥梁对社会、经济、环境的影响 ;研究世界桥梁发展趋势 ;进入社区做一次桥梁方面的科普宣传 ;用废旧物品设计制作桥梁模型。
此项综合实践活动可以弥补物理必修一力学课程内容体系相对封闭单一的不足, 使学生能综合利用所学知识, 感受与“桥”相关中国传统文化, 形成服务社会的意识, 提升使命感和责任感。
3.开发特色选修课程, 链接文化资源, 增强学生对传统文化的感知。开发校本课程是全面实施素质教育的有效途径, 也是我国基础教育课程改革的重要组成部分。为尊重学生个性发展与文化需求, 中学物理教师应结合学生实际和本校课程资源、地方传统文化的因素, 引导学生关注生产生活中的物理知识, 掌握探究实际物理问题的科学方法, 感知物理文化的同时, 提高学习物理的兴趣。
比如高二学完电学知识后, 笔者开设了《生活中的电知识》选修课程。课程设置以下七章内容 :家庭电路设计、人体触电原因、引发触电事故的因素、触电如何急救、常用家电工作原理、家电小故障维修、家庭节电小窍门等。在课程设计时, 笔者既会引导学生关注生活, 关心他人、服务社会, 也会渗透科学探究、人与环境、资源开发利用等人文素养, 营造有中国文化特点的特色物理选修课。
三、改革教学方法, 感悟传统文化教育思想
近现代物理大多数成就都明显带有西方物理学家和研究者的思维方式、文化背景和价值观。而我们的高中学生, 都是从小生活在中华文化底蕴的环境中, 在思维方式和行为方式上都会打上中国文化的烙印, 这就使得教师在物理教学时, 常常感觉费劲。
物理学的很多研究方法对于探索自然现象具有普遍意义。教师若能在教学方法上适时借鉴中国传统物理科学思想和方法, 学生更易在文化习惯中理解并接受新知识。
比如, 在中学物理的教学中, 教师会经常用“类比”的方法帮助学生理解抽象知识。经常用到的类比有等效类比、关系类比、模型类比、对称类比等。这种思维方法可以帮助学生融会贯通所学知识, 突破学习难点。教师亦可使用类比的方法提高课堂效率, 帮助学生做好新旧知识衔接, 培养学生逻辑思维能力和创新能力。如将磁场、电场、重力场类比, v-t图、F-t图、P-V图、U-I图类比, 场强E=F/q和R=U/I类比等, 培养学生对相似问题的敏感性, 快速找出解决问题的方法, 这对于学生思维能力提高有很大的作用。其实类比思维既是《易经》的根本思维方式, 是中国古代文化光辉灿烂的思维源泉, 也是中国最根深蒂固的传统思维方式, 深入中国人的骨髓。张晓光先生说, 古代中国之所以长期在文学艺术方面有着一种浪漫想象的传统, 之所以长期在科学技术方面有发明创造性, 并且成就举世无双, 这在相当程度上都和类比思维之擅长和保持相当大的活力有关, 这种擅长与活力, 不仅是想象力的源泉, 而且也是中华民族富于创造力的源泉。康德曾说过 :“每当理智缺乏可靠论证的思路时, 类比这个方法往往指引我们前进”。让学生了解在物理发展史上利用类比的方法发现了许多新概念、新规律、新理论。比如卢瑟福借助α粒子散射实验, 类比太阳系行星模型, 提出了原子结构模型 ;奥斯特发现了电流周围有磁场, 法拉第用类比的思想探索发现磁生电, 等等。但同时, 教师也要引导学生辩证地看待类比方法。类比推理仅仅依靠事物之间的相同点来推理, 其结论自然不可靠。中国人喜欢使用的类比思维乃是原始思维遗留的表现。自“李约瑟问题”提出后, 很多有识之士在思考中国科技为什么在近代落后的问题。从思维方式的角度来看, 包括杨振宁教授在内的大批学者认为, 《易经》中“观物取象, 以象尽意”、“方以类聚, 物以群分”、“取象比类”的类比思维对中国古代科技既有积极的影响, 也阻碍了中国人对自然界的进一步研究。中国人擅长使用类比法, 比如熟悉的方块字本身就具有类比于事物而来的特点, 中国人在类比思维方面天然的发达一些。而西方人更善于使用归纳和推演法。
在教学中通过教师要有意识综合运用类比、归纳、推演等方法, 引导学生在感悟自身文化传统和思维特点的同时, 借鉴近代西方科学研究中的逻辑分析方法和实证研究方法, 推动中国文化的传承和发展。促使学生正确的认识自然、了解社会、追求真理。
四、完善教学评价, 促进传统文化教育渗透
评价对教学有直接的指向作用。长期以来, 中学物理教学受单一试卷测试的影响, 教师忽略了学生实践能力、创新精神、科学审美等多方面素质和能力的培养。评价作为教育教学活动中非常重要的一个环节, 在关注学生学习结果的同时, 更要关注学生在学习过程中情感、态度、价值观、文化素养、创新精神等方面的发展与提高。通过改革教学评价指向, 能引导教师逐步重视文化在教育教学中的渗透。
《普通高中物理课程标准》中对高中物理课程的性质的表述中强调 :“认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响 ;为终身发展, 形成科学世界观和科学价值观打下基础。”同时对高中物理课程评价明确要求 :“评价要有助于学生保持好奇心与求知欲, 发展科学探索兴趣 ;有助于培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学精神。要注意形成性评价与终结性评价的结合, 即不仅要关注学生获得了什么, 而且应该记录学生参加了哪些活动、投入的程度如何、在活动中有什么表现和进步等情况。”由此可见, 在考察学生对物理知识、定理理解和应用的同时, 加强对学生学习过程、科学精神、文化素养方面的评价, 既是新课程对每一位高中物理教师提出的基本要求, 也是促进学生全面发展的必然需求。
通过多样化的评价形式, 积极渗透传统文化教育, 在生动、活泼、开放的教学活动中, 帮助学生了解科学与技术、经济和社会的互动作用, 认识人与自然、人与社会和谐发展的道理。培养振兴中华、服务社会的价值追求。
比如, 在学生学完“交变电流”后, 笔者布置了如下的作业:
任务一 :参观我市华能电厂, 了解发电过程, 估算发电厂每日用煤量;
任务二 :参观我市洋口港风力发电, 参观变电站、高压输电线路;
任务三 :调查本地发电总量, 居民用电和工业用电情况, 完成一份调查报告;
任务四 :通过互联网了解世界和我国风车历史、风力发电、太阳能发电及新能源开发利用方面的情况;
任务五 :对校园内用电情况进行分析, 从节约用电、节约能源方面谈谈个人感想, 并在小组内交流。
以上作业作为学习“交变电流”内容后重要的测试, 学生通过以上学习任务完成的过程, 不仅了解了 :我国是一个多煤少油的国家, 煤炭产量位居世界第一, 可采量位居第二, 但我国煤炭探明储量仅供开采100年。而且知道了我国有关风车的传统文化 :风车在明清时期京城最为流行, 是老北京的象征, 百姓称它吉祥轮。风车起源于周, 在民间风车代表了喜庆和吉祥, 民间传说是姜子牙发明用来镇妖降魔的, 原名八卦风轮。我国民间自古有“风吹风车转, 车转幸福来”的说法。在现代企业文化中风车象征企业精神或为人品质, 取“求真务实”、“去伪存真”的含义。代表着勇敢、勤奋、进取、忠诚、快乐、灵动和爱。从学生小组讨论的表现来看, 他们不仅知道了风力发电的原理, 而且知道风能是清洁的可再生能源, 安全、清洁、资源丰富, 取之不竭, 我们南通处于沿海, 风能可长期为我们提供稳定的能源供应。利用网络资源, 学生自豪地发现, 在风力发电方面, 2001年我国自主研制出了世界上第一台新型 (H型) 垂直轴风力发电机, 并装机试验成功。2002年底至今, 已在部队安装了多套垂直轴风力发电机和风光互补系统, 为国防稳定起到了积极的作用……
笔者客观评价学生在活动过程中的具体表现, 并与其过去相关成长记录比较, 感知学生情感、态度、价值观、科学素养、人文精神等方面的点滴进步。
每一位教育工作者都应将中华传统文化的精神、理念根植于心中。让课堂氛围、教学内容、课程设计、评价方式等都从细微处浸润传统文化的精髓。用“文化育人”的理念, 让中华传统文化以现代的身躯获得新的传承。期待每一位教育工作者都能从中国文化长远发展的角度提升文化自信和文化自觉。
参考文献
[1]张晓光.国内类比推理研究综述[J].哲学动态, 2000, (5) .
[2]孙仁生, 任书来, 林新年.普通逻辑原理[M].大连:大连理工大学出版社, 2004.
[3]许外芳.略论《易经》的类比思维及其对中国古代科技的影响[J].学术探究, 2007, (5) .
[4]俆丽丽.大学物理教学中融入中华优秀传统文化的策略研究[D].合肥:合肥工业大学, 2011:1-47.
篇4:高中物理教学设计优秀教案
关键词: 高中物理;教学;衔接
一、初高中物理的差异性
1、初中物理注重表象,高中物理深入原理。初中教材内容中涉及的物理现象在生活中处处可见,人人习以为常。学生不需要依靠阅读教材或教师讲解,在平时生活实践中或者家庭教育中就已对这个现象有所了解,在初中课堂上学习时只是加深了理解,因而学习应试得心应手。
高中物理相比于初中物理的一个难点在于,高中物理不仅研究复杂的物理现象的表象,还要深入研究它们的原理。重力、弹力、能、加速度等物理概念,闪电、圆周运动、匀加速直线运动等物理现象,比初中热胀冷缩、异性相吸等常识性的教学内容难得多,而且在生活中也并不常见。不仅如此,学生还要透过现象看本质,既要知道“是什么”还要知道“为什么”。因此,学生就会面临背景知识以及相关经验不足,认知能力以及理解能力跟不上的问题。
2、初中物理多要求运用形象思维,高中物理多要求抽象思维。初中物理教材图文并茂,往往一张简单的图片便可以解释清楚相关的物理知识。直观可感的教学内容让学生理解起知识来轻松不少。多数时候,学生并不需要记忆教材上规范的物理术语,也能凭借自己对教材上图片的印象以及生活中的相关经验,把一个物理原理解释得很恰当。
高中物理中涉及的物理现象多数只出现于理想状态中,是通过严密的逻辑分析和繁琐的数学运算估计得出的。因此,高中物理对学生的抽象思维能力提出了很高的要求。学生必须要根据非理想状态下的现象,利用物理知识想象、推算理想状态下可能存在的情景。形象思维能力强调记忆,抽象思维能力强调逻辑,在没有充足的生活经验以及实验经验的情况下,学生的思维负担大大增加,在理解课本知识的时候必须时刻联系到抽象成数字与符号的公式。没有鲜活的实例,学生出现不适应的情况是难以避免的。
3、把握初中物理知识多靠记忆与经验,高中物理知识要求具有较高数学水平。初中用简单的加减乘除就能解决大部分的物理运算问题,但是高中显然没有那么容易。高中物理一个很重要的特点就是与数学的联系非常紧密,学不好数学,学生的物理成绩估计也不会理想。力的分解与合成中的平行四边形、重力、万有引力、能、加速度等的计算涉及到了数学中的三角形的正弦、余弦、正切、余切,幂的运算,开方,设未知数,直角坐标系等知识。其不仅涉及的数学知识种类多了,高中物理还对学生灵活运用数学知识的能力提出了很高的要求。往往一道题目中有一个变量有一点点变化,原来的物理公式就不适用了,相应的数学参数也要跟着变化。假如学生不能把握住物理与数学之间微妙的联系,尤其是普通班的学生,那么学好高中物理更是难上加难。
二、如何合理有效衔接初高中物理教学
在了解清楚学生不适应的原因以后,教师必须对症下药,在教学安排上以及学生的心理辅导上下工夫,以帮助学生顺利跨越这个台阶,促进他们抽象思维以及学科结合能力的发展,实现在高中物理学习上的“软着陆”。
1、了解初中教学内容,强调初高中物理知识联系。消除学生的畏难情绪,一个有效的办法是唤起他们对高中物理的亲切感。为此,教师可以向学生强调高中物理与初中物理之间的联系,鼓励学生以初中学习的物理知识为背景,体会高中物理与之的共通以及不同之处。
教师应该对初中物理教材的教学内容有一定的理解,并据此推测出学生的理解模式。为了顺利达到知识迁移的目的,教师除了肯定初中教材中对高中教学有益的地方外,还得向学生解释清楚初中物理知识中的不准确或含混之处,让学生明晰高中物理在补充和完善初中物理知识体系方面的重要作用,切忌全盘否定学生脑海中不够完善的思维定式以及学生初中学习成果,而要循循善诱,引导学生接纳新的理解模式。
2、增加实验教学分量,注重抽象思维培养。高一学生大多仍旧未能完全摆脱初中靠机械记忆以及生活经验理解课本知识的学习方法,对于相对抽象、难以观察、远离日常生活的物理现象,如卫星绕地球旋转、匀加速直线运动、弹力的变化等理解起来感觉吃力。因此,演示实验的方法对于加深学生的理解能起到事半功倍的效果,精彩有趣的物理实验对于调动学生的学习兴趣也十分有效。
虽然如此,学好高中物理最重要的还是成熟的抽象思维能力,为此,教师必须注重培养学生的逻辑思维、分析综合、空间想象、归纳演绎的能力。例如,在力的分析上,多画示意图;在加速度的学习上,多给出题目以及实例,鼓励学生多动手、多画图、多做题。教师还要让学生在各种各样条件各异、解题方法各异的题目中加深对特定公式的特定适用范围的理解,达到举一反三,灵活变通的目的。
3、解题指导不能少,作业反馈要经常。高一学生在物理学习中,往往是上课听得明白,课本看得明白,但是题目却做得稀里糊涂。这主要是由于他们对物理知识,尤其是公式的适用范围理解得不够透彻造成的。物理模型并不是放之四海皆准的,物理练习册上的题目丰富了课本上典型式的例题,教师应该充分利用练习册上的习题,把课本上的内容拓宽、挖深,进一步锻炼学生的抽象思维能力。
篇5:高中物理 《功率》教案设计
本文题目:高三物理教案:功率
6.2功率
设计人:宣金龙 审核: 上课时间: 编号:26
目标:了解功率的概念及功率的计算方法
重点:功率的的计算方法
难点:机车启动问题的动态分析
【知识梳理与重难点分析】
1.功率的意义:功率是描述做功 的物理量。
2.功率的定义式:单位时间力所做的功。
3.功率的物理表达:
①定义式: ,所求出的功率是时间t内的平均功率。
②瞬时功率的表达式:P=Fvcos,其中是 间的夹角。如果该式中的速度v是平均速度,此式中的功率为平均功率。
○3重力的功率可表示为PG=mgvy,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该、时刻的竖直分速度之积。
4.汽车的两种加速问题:
当汽车从静止开始沿水平面加速运动时, 有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma。
①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于P恒定,随着v的增大,F必将 ,a也必将 ,汽车做加速度不断 的加速运动,直到F= ,a= ,这时v达到最大值 。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。
②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做 运动,而随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率Pm,功率不能再增大了。这时匀加速运动结束,其最大速度为 ,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动。
注意:两种加速运动过程的最大速度的区别。
【要点讲练】
1、功率的理解及计算
例1. 竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度.下列说法正确的是( )
A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B、上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功
C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D、上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率
变式1 、,一质量为m的物体,从倾角为的光滑斜面顶端由静止下滑,开始下滑时离地面的高度为h,当物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率为( )
A、
B、
C、
D、
变式2 、用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到
t1秒末撤去拉力F,物体做匀速运动,到t2秒末静止.其速度图象如图所示,且 .若拉力F做的功为W,平均功率为P;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为W1和W2,它们在平均功率分别为P1和P2,则下列选项正确的是 ( )
A.W=W1+W2 B.W1=W2 C.P=P1+P2 D.P1=P2
变式3 、如图所示为测定运动员体能的一种装置,运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下面是人对传送带做功的四中说法,其中正确的是 ( )
A.人对传送带做功 B.人对传送带不做功
C.人对传送带做功的功率为m2gv D.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv
2.机车启动问题的.分析:
例题2.汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10m/s2,问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车在加速过程中,当速度大小为4m/s时,加速度是多大?
例题3.汽车发动机的额定功率60千瓦,汽车的质量5吨,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍。问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
变式4 、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动,能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是 ( )
时间t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
距离s(m) 10 32 63 103 151 207 270 339 413 491 571 650 730 810 891
变式5 、一位驾驶员启动汽车后,从第4 s开始保持额定功率沿笔直的水平公路行驶,另一测量者用测距仪记录了它启动后t s内行驶的距离s,如下表所示,试根据下表所提供的数据回答下列问题.
(1)汽车是变速运动还是匀速运动?简述判断的依据.
(2)若汽车行驶的最大速度v0=40 m/s,所受阻力f与车速v成正比,汽车的额定功率为P0,请写出用最大速度v0和额定功率P0表示的阻力f和车速v的关系式.
(3)若汽车的质量m=1 500 kg,估算汽车发动机的额定功率P0.
变式6 、在倾角为 的斜坡公路上,一质量m=10 t的卡车从坡底开始上坡,经时间t=50 s,卡车的速度从v1=5 m/s均匀增加到v2=15 m/s.已知汽车在运动时受到的摩擦及空气阻力恒为车重的k倍(k=0.05).sin = ,取g=10 m/s2,求:
(1)这段时间内汽车发动机的平均功率;
(2)汽车发动机在30 s时的瞬时功率.
3、实际问题的分析:
例4.若某人的心脏每分钟跳动75次,心脏收缩压为135mmHg,收缩一次输出的平均血量为70mL,计算心脏收缩时做功的平均功率多大?
篇6:高中物理重力势能教案设计
本节教材首先提出重力势能的基本定义,指出物体由于被举高而具有的能为重力势能,接着引出在物体被举高的过程中,伴随着重力做功,然后通过分析重力做功与路径无关的特点,推导得出重力势能的表达式。最后教材又安排了重力势能的相对性以及重力势能是与地球系统共有的特点这部分知识,以便完善和加深学生对重力势能的理解。
新教材在知识安排上与老教材相比有很大不同。老教材在给出“功是能量变化的量度”这一结论后探究重力做功与重力势能的变化关系,从而引出重力势能。而新教材对这一思想的引入采用的是逐渐渗透的方式。在对生活中生动实例的定性分析以后,引入重力做功,给出重力势能的表达形式,让学生在阶梯式的学习中自己寻找“功与能量”的关系。提升了学生对物理知识的兴趣,锻炼了学生的物理思维能力。
学生分析:
高一学生对事物的认知还停留在具体的形象思维上,抽象的逻辑思维的建立还需要时间。所以在教学中我们要借助图片视频等直观手段逐渐引入抽象的物理概念。
重力势能是学生在初中已经接触过的,但当时只停留在定性的分析上。新课应注意对知识从定性到定量的转化。
教学目标分析:
知识目标
理解重力势能的概念,会用重力势能的表达式计算。
会推导重力做功与重力势能的关系,知道重力做功与路径无关。
知道重力势能的相对性。
技能目标
根据功能关系,推导出重力势能的表达式
学会从功能关系上解释和分析物理现象。
情感目标
渗透从对生活中有关物理现象的解释,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。渗透社会公德教育,让学生认识到高空抛物的危害。
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
重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
教具准备:
Ppt课件,装沙的小桶,大小质量各异的3个小球
教学过程设计
步骤 教师活动 学生活动 设计目的 新课引入 情景引入:
故事引入:在荒芜的海岛上,饥饿的小猴捡到了一个核桃,请同学们帮小猴想想,要怎样才能把核桃打开。
情景引入:纷飞的雪花一直是大家的最爱。我们爱它的白爱它的软,但是有时就是这看似温柔柔软的皑皑白雪却给我们带来灭顶之灾。——这就是雪崩。(出示幻灯片图片)
提问:为什么漂亮柔软的雪具有如此大的破坏力呢?是因为它具有潜在的能量,一有机会它就会把能量释放出来。我们把这种能量叫做重力势能。
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。?用EP表示。
学生可能的答案:用石头砸开;把核桃摔开等。 让学生从生活实际中感受重力势能的存在,以及这种能量的普遍存在。 新课教学 重力做功
提问:我们知道物体由于被举高而具有的能叫重力势能。那么重力势能的大小与哪些因素有关呢?也就是什么样的物体具有较大的重力势能呢?大家可以根据自己的生活实际,大胆的做出猜测,并说说你的理由。
实验定性验证:(教师演示)
将大小相同,装有相同水的瓶子从不同高度下落,使其穿过蒙有不同数量报纸的空桶,观察两个瓶子能穿透的报纸的数量。
将大小相同,装有不同水的瓶子从相同高度下落,使其穿进蒙有不同数量报纸的空桶,观察两个瓶子能穿透的报纸的数量。
师:那么我们可不可以通过重力做功来寻找一下重力势能的具体表达式呢?请同学们计算一下三种情况下重力所做的功。
质量5kg的物体自由下落10米
质量5kg的物体从高10米倾角30度的斜面滑到斜面底端
质量为5kg的物体从高10米的不规则斜面下滑到底端
师:同学们观察上面三种情况下重力所做的功,发现他们有什么共同点和什么不同点吗?
师:通过上述的计算,我们可以得到这样一个结论:
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,而与物体运动路径无关。
即:WG=mgh1—mgh2
重力势能
从上式大家可以看出,mgh这样一个物理量它即与重力mg有关,又与物体所处的位置h有关,并且mgh随高度的增加而增大,随质量的增加而增大,符合我们对重力势能的猜测。因此,我们把物理量mgh叫做物体的重力势能,常用Ep表示,即
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
2.重力势能的相对性
师:请同学们讨论一下,将质量是2kg的小球放在2楼的地面上,该球的重力势能是多少?一直g取10米每二次方秒,每层楼高3米。
师:大家得到的答案不同,主要原因是大家选择的高度起点不同,也就是我们所说的参考平面不同。
从大家的计算可以看出,如果不选择参考平面,重力势能的值也是不确定的。所以选择参考平面应该是我们确定重力势能的第一步。
确定重力势能的方法:
选择参考平面——高度为0的面,也即重力势能为0的面。
在参考平面上方的物体高度为正值,重力势能也是正值;
在参考平面下方的物体高度为负值,重力势能也是负值。+、-表示重力势能的大小。
参考平面的选取是任意的,一般从研究问题的方便出发来选择,很多时候我们选地面为参考平面。
例题:如图,质量0.5kg的小球,从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点,桌面高h2=0.8m.请按要求填写下表.(g=9.8m/s )
参考平面
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