势能

上海市沪新中学 张紫晴

一、教学任务分析

本课是八年级物理教材笫二学期第四章第三节“机械能”的第一课时，学习的内容是重力势能的概念、影响重力势能大小的因素、重力势能在生产生活中的应用和可能产生危害的防止、弹性势能四个部分。本节课的学习，为学生进一步学习动能、从做功和能量转化的角度认识机械能做好铺垫。

这节课的重点是影响重力势能的因素；难点是重力势能的理解。本节课是学生初识能量，能量的概念对他们来说较为抽象，同时重力势能的大小无法直接比较，只有在充分理解能量的概念后，才能理解将比较重力势能的大小转化为比较小桌子下陷的距离，师生才能成功合作，共同设计完成探究影响重力势能大小的因素的实验。

本节课的学习需要以机械功、物体能对外做功就具有能等知识为基础，还需要学生初步具备运用控制变量法研究问题的能力以及实验方案设计、动手操作和用科学规范的语言描述物理现象、归纳实验结论的能力。通过本节课的学习，提高学生的观察能力、分析能力、动手实验能力，解决问题的能力。

二、教学目标

1. 知识与技能

（1）知道重力势能、弹性势能的概念。

（2）知道影响重力势能大小的因素。

（3）知道重力势能在生产、生活中的利用与危害的防止。

2. 过程与方法

经历探究影响重力势能大小因素的实验过程，学会用科学语言描述物理现象和规律，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、设计、归纳等思维方法和过程。

3. 情感、态度与价值观

（1）在探究影响重力势能大小因素的实验过程中，养成严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及与人合作交流的团队意识。

（2）通过了解重力势能在生产、生活中的应用，激发学习物理的兴趣，增强公共安全意识和自我保护意识。

三、教学重点和难点

重点：影响重力势能大小的因素。

难点：重力势能的理解。

四、教学器材

1．学生实验器材：铁架台、米尺、三个质量不同的乒乓球、花泥、电子称、学习活动卡等。

2．演示实验器材：小桌（木桩）、外形相同的金属块，米尺，铁架台。

五、设计思路

本节课的内容包括重力势能的概念、影响重力势能大小的因素、重力势能在生产生活中的利用与危害的防止、弹性势能的概念四个部分。

本节课的基本设计思路是：首先通过“高空坠物”的视屏分析引入重力势能的概念；通过演示实验同一个金属块从不同的高度下落以及质量不同的金属块从相同高度下落对小桌做功的情况提出猜想，让学生自己设计实验、动手实验、收集数据、分析归纳来验证自己的猜想，最后总结交流，得出影响物体重力势能大小的因素的结论；其次，运用重力势能知识分析生产与生活中的某些现象，了解重力势能的利用与如何防止可能产生的危害。最后，通过“小球落向弹簧”的小课件得出弹性势能的概念。

本节课要突出的重点是：影响重力势能大小的因素。方法是：一是通过演示实验让学生亲身感受具有重力势能的物体能过对其他物体做功。通过观察金属块分别从不同高处自由下落时对小桌做功和质量不同的金属块从高处分别自由下落时对小桌做功时，小桌向下移动的距离不同，引发学生对物体重力势能大小问题的思考，从而引出探究的课题：探究影响物体重力势能大小因素。二是让学生在猜想的基础上，开展实验方案的设计。三是动手进行实验与收集数据，经历分析归纳、总结交流等科学探究过程，得出结论。

本节课中要突破的难点是：在探究实验中，如何比较物体具有重力势能的大小。方法是：根据学生已有的机械功的概念，通过思辨活动，将比较物体具有重力势能的大小转换为如何衡量物体对外做功多少的问题；其次，利用所给的实验器材，让学生分组讨论并参与设计实验；最后，根据所定实验方案，让学生根据花泥下陷的距离来衡量小球做功的多少，进而判断出不同情况下物体具有重力势能的大小。

本节课通过对实验现象的仔细观察和科学描述，提高实事求是、一丝不苟的科学素养；通过对实验探究过程的讨论，提高运用已有知识分析问题的能力，解决问题的能力；通过分组实验，加强与学生之间的交流合作，提高资源共享的意识。通过讨论重力势能在生产、生活的利用，体会物理与生活的紧密联系，同时增强安全意识和自我保护意识。

六、设计思路

1、流程图

2、流程图说明

情景导入：“高空坠物”视频，得出重力势能的概念。

活动I：通过演示实验，对影响重力势能的因素提出合理的猜想。

活动II：根据提出的猜想和提供的实验器材，小组合作参与实验设计并动手实验。

活动III：根据实验数据，小组讨论，全班交流，得出影响重力势能大小因素的结论。

活动IV：通过实例分析，说明重力势能的利用与防止。

课件演示：弹性势能的概念。

七、教学过程

（一）导入

1. 情景：

视频：“高空坠物”视频。

（二）新课

视频：水球从高处落到车顶。

现象：车顶被砸出一个坑。说明水球对车顶做功。对比于直接将水球放在车顶，此时水球对车顶做功了吗？

问题：1、什么样的物体能对其他物体做功？

2、是什么原因使水球具有能？

2. 概念：

重力势能：物体处于某一高度时具有的势能叫做重力势能。

问题：悬崖边的巨石有重力势能吗？它有没有对其他物体做功？

具有重力势能的物体不一定对外做功。只有当它在重力的作用下下落时才能对外做功。

3. 演示实验：金属块从不同高度分别自由落在小桌上

质量不同的金属块分别从相同高度分别自由落在小桌上

根据演示实验，进行合理猜想：重力势能的大小可能与什么因素有关？

4. 活动II：设计实验方案

思考 ：实验中如何比较物体重力势能的大小？

重力势能→做功→向下移动一段距离（凹陷）

通过花泥凹陷的程度，比较物体重力势能的大小，凹陷得越深，重力势能越大。

（1）探究物体重力势能的大小与所处高度的关系：

（2）探究物体重力势能的大小与质量的关系：

根据实验方案动手实验，并在数据表格中记录实验现象和实验数据，得出实验初步结论。

5. 活动III：大组交流汇报实验情况。

大量实验表明：（1）质量相同的物体所处的高度越高，重力势能越大；

（2）所处高度相同的物体质量越大，重力势能越大。

6. 活动IV：重力势能的利用与可能产生危害的防止

（1）“水利发电”图片，引导学生关注绿色能源的开发和利用。

（2）“高空抛物”现象，引导学生关注公共安全问题。

（三）小结

（四）作业