重力势能
一、教学目标
1.理解的概念：
(1)知道什么是重力势能，强调“势”的含义。
(2)通过做功与能量关系，得到重力势能公式ep＝mgh，知道在国际单位制中，势能的单位是焦耳(j)；势能是标量。
(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。
2.掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系，应用其解决相关问题。
3.知道弹性势能及其相关因素。
二、重点、难点分析
1.本节重点是重力势能的表达，重力做功与重力势能变化的关系。
2.对于势能这种潜在做功能力的理解：一旦做了功，势能就发挥出来而减少了。
3.要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系，这在初学时很容易发生错误，所以应作为难点强调。
三、教具
投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出，节约时间和黑板空间)。
四、主要教学过程
(一)引入新课
我们已知道运动的物体具有动能，那么静止的物体是否有能量？我们又是如何知道它是否具有能量的呢？
根据学生的回答引出新课内容。
(二)教学过程设计
1.重力势能
利用刚才学生举的例子说明，被举高的重物一旦下落就可以做功，表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量，这就是重力势能，即：重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。
从重力势能的含义可以看出，它与物体的重力和高度有关，到底是什么关系呢？
2.重力势能公式
功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。例如，用一外力把一质量为m的物体匀速举高h，由于是匀速上升，物体的动能不变，外力举高物体做的功w＝mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh，也就是克服重力做了多少功，就获得了多少重力势能。用ep表示势能，则处于高度h处的物体的重力势能为：
ep＝mgh
即重力势能等于物体重力与高度的乘积。
从势能公式的指导可以看出，它与功一样，在国际单位制中的单位也是焦耳(j)，而且也是标量。它是由物体所处的位置状态决定的，所以与动能一样是状态量。
如图1，请学生分别写出以桌面和地面为零点的小球的重力势能：ep1＝mgh1，ep2＝mg(h1+h2)，可以看出，结果是与零点选取有关的，因此在表达重力势能时，要指明势能零点的位置。再请学生写出两种零点选取情况下，小球落在桌面上和落在地面上时与初态的重力势能差：δep1＝-mgh1•δep2＝-mg(h1+h2)，这是与零点选取无关的。可见，不论我们如何选择参照系，对于一物理过程，重力势能的改变是一定的。我们今后的学习中，更多地是研究某物理过程中重力势能的变化，这时我们就可以适当选择参照系使问题简化，而不会影响结果。
3.重力做功与重力势能的变化关系
(1)重力做功的特点
如图2，让学生写出几种情况下，物体从a→c，重力做的功：
图a是物体由a做自由落体到b，再水平运动到c，容易得出此过程中，重力做功为mgh；图b是物体沿斜面由a滑到c，重力做功为：mgs•sinθ＝mgh；图c是物体沿曲面由a滑到c，可以把曲面看成很多段小斜面组成，利用图b的结论可以得出，重力做功也为mgh。教师还可从a到bc面画任意路径让学生求重力做功，可以看出结论都为mgh。让学生总结出规律。板书：
重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关。
