如图1,小球做自由落体运动,由动能定理mgh= ;由"能量守恒"(动能由重力势能转化而来)重力势能等于动能即EP=,所以EP=mgh
如图2,将物体竖直向上匀速抬高h,由平衡条件F=mg ;则F做功为WF=Fh=mgh;
由功能关系得到:EP=WF=Fh=mgh
▲得出结论:EP=mgh
◆第二层次:理解EP=mgh
主要采取讲授式
①标矢性:标量
②单位:焦耳(J)
③相对性:Ep与参考平面(零势能面)的选择有关
④系统性:重力势能为地球与物体所共有的,重力势能具有系统性。为了叙述方便,可以说成是某一物体的重力势能。
[相对性的教学]
☻出示电视剧"雪城"主题曲〈心中的太阳〉歌词片段:...山上有棵小树山下有棵大树,我不知道我不知道我不知道,那个更大那个更高...
☻学生讨论:相对高度和绝对高度的意义
☻教师引导:零高度的参考平面对应零势能参考平面(说明规定零势能参考平面的必要性)
☻举例深化:通过的例子(书放在课桌上,分别以地面和桌子作为参考面,讨论重力势能。教师随手演示。)来说明:重力势能的正负含义;一般情况下以地面作为零势能的参考平面。(重新指出:图1、图2定量推导时是以地面为参考平面的。使推导更加有科学性和完整性)
过渡语:功是能量变化的量度,有力做功就有对应的能量发生变化,物体重力势能发生变化与什么力做功相对应呢?
生:重力
(二)重力做功与重力势能的改变
1.实例探究
举例:一只花盆从16楼窗台落地,根据给出数据计算填表(事先印发)。
[学生讨论探究]:从表格中能总结出什么规律?(分组讨论,交流,教师引导总结)