2.2简谐运动的描述 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.2简谐运动的描述教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容教材章节：人教版（2019）选择性必修第一册，第二章，第二节

课程内容：

1.简谐运动的定义

2.简谐运动的特征

3.简谐运动的位移-时间图

4.简谐运动的物理解释

5.简谐运动的公式推导

6.简谐运动的能量

7.简谐运动的实例分析二、核心素养目标培养学生的科学思维能力，引导学生运用物理概念和规律分析、解决问题；提高学生的科学探究能力，通过观察、实验、推理等方式，探究简谐运动的特征和规律；培养学生的物理观念，使学生能够从物理的角度认识和解释现实生活中的现象；激发学生的科学兴趣和创新意识，通过简谐运动的实例分析，培养学生的创造力和实践能力。三、学情分析本节课的授课对象是高二年级的学生，他们在初中阶段已经学习了一些基础的物理知识，对物理学科有一定的了解。然而，由于初中物理知识相对简单，学生可能对一些概念和规律的理解不够深入，因此在高中阶段需要进一步巩固和深化。

在知识方面，学生已经掌握了匀速直线运动和匀变速直线运动的相关知识，对运动的概念有一定的了解。然而，对于简谐运动这一概念，他们可能较为陌生，需要通过本节课的学习来理解和掌握。

在能力方面，学生在初中阶段已经培养了一定的观察能力和实验能力，能够通过观察和实验来获取数据。然而，对于分析和解决问题的能力，他们可能需要进一步的指导和训练。

在素质方面，学生对物理学科有一定的兴趣，希望能够通过学习来更深入地了解和掌握物理知识。然而，由于物理学科的抽象性和复杂性，学生可能需要更多的鼓励和支持来保持学习的动力和兴趣。

在行为习惯方面，学生可能存在一些不良的学习习惯，如上课走神、不认真听讲、不做笔记等。这些习惯可能会对他们的学习效果产生不良影响，需要教师通过有效的教学方法和手段来帮助他们克服这些习惯。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、白板、计算机、物理实验器材（如弹簧、小球等）

2.课程平台：智慧课堂、学习通等在线学习平台

3.信息化资源：教学课件、教学视频、网络教学资源等

4.教学手段：讲授法、实验法、讨论法、小组合作学习等五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：提前准备好自主学习任务单，包括简谐运动的定义、特征、位移-时间图等内容，发布到课程平台。

学生活动：学生在课前通过课程平台接收自主学习任务单，自主学习相关内容，完成任务单上的问题。

教学方法：自主学习法

教学手段：课程平台

作用和目的：通过自主学习，让学生对简谐运动有初步的了解，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：通过多媒体投影仪展示简谐运动的物理解释和公式推导，引导学生进行思考和讨论。

学生活动：学生通过观察和思考，理解简谐运动的物理解释和公式推导，参与课堂讨论。

教学方法：讲授法、讨论法

教学手段：多媒体投影仪

作用和目的：通过教师的讲解和学生的思考，让学生深入理解简谐运动的本质和规律。

3.课后拓展应用

教师活动：布置相关的习题和实验任务，要求学生在课后进行拓展应用。

学生活动：学生通过完成习题和实验任务，巩固和应用所学知识。

教学方法：练习法、实验法

教学手段：习题、实验器材

作用和目的：通过习题和实验，检验学生的学习效果，提高学生的实践能力。六、知识点梳理1.简谐运动的定义

简谐运动是一种周期性的往复运动，其位移随时间的变化呈正弦或余弦函数关系。

2.简谐运动的特征

（1）周期性：简谐运动的位移随时间呈周期性变化，周期T由运动系统的固有属性决定。

（2）对称性：简谐运动的位移随时间变化具有对称性，位移的最大值和最小值关于平衡位置对称。

（3）谐调性：简谐运动的加速度与位移成正比，且加速度方向始终与位移方向相反。

3.简谐运动的位移-时间图

简谐运动的位移-时间图呈正弦或余弦函数曲线，曲线最高点对应位移的最大值，最低点对应位移的最小值，对称轴为平衡位置。

4.简谐运动的物理解释

简谐运动的物理解释基于牛顿第二定律，即加速度与作用力成正比，与质量成反比。简谐运动的加速度与位移成正比，因此可以表示为a=-kx，其中k为弹簧常数，x为位移。

5.简谐运动的公式推导

根据牛顿第二定律，可以推导出简谐运动的位移公式：x=Acos(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角速度，φ为初相位。

6.简谐运动的能量

简谐运动的能量分为动能和势能，且能量守恒。动能Ek与位移的平方成正比，势能Ep与位移成正比。

7.简谐运动的实例分析

（1）弹簧振子：弹簧振子是一种常见的简谐运动实例，其位移随时间的变化呈正弦或余弦函数关系。

（2）摆动：摆动的运动也属于简谐运动，其位移随时间的变化同样呈正弦或余弦函数关系。七、课后作业1.简谐运动的位移-时间图是一个正弦或余弦函数曲线，请画出位移-时间图，并标出振幅、周期、平衡位置等特征点。

2.根据简谐运动的公式x=Acos(ωt+φ)，请写出简谐运动的加速度公式，并解释其物理意义。

3.简谐运动的能量守恒，请写出动能和势能的表达式，并说明它们之间的关系。

4.请分析简谐运动的实例，如弹簧振子或摆动，说明它们的运动特点和规律。

5.简谐运动的物理解释是基于牛顿第二定律，请写出简谐运动的加速度公式，并解释其物理意义。

答案：

1.位移-时间图是一个正弦或余弦函数曲线，振幅为A，周期为T，平衡位置为x=0。

2.简谐运动的加速度公式为a=-ω^2x，其物理意义为加速度与位移成正比，方向与位移相反。

3.动能Ek=1/2mA^2ω^2，势能Ep=1/2kA^2，动能和势能之和为常数，即Ek+Ep=常数。

4.弹簧振子和摆动的运动特点和规律与简谐运动相同，即周期性、对称性和谐调性。

5.简谐运动的加速度公式为a=-kx，其物理意义为加速度与位移成正比，方向与位移相反。八、板书设计1.简谐运动的定义与特征

2.简谐运动的位移-时间图

3.简谐运动的物理解释

4.简谐运动的公式推导

5.简谐运动的能量守恒

6.简谐运动的实例分析

教学重点：

1.简谐运动的定义与特征

2.简谐运动的位移-时间图

3.简谐运动的物理解释

4.简谐运动的公式推导

5.简谐运动的能量守恒

教学难点：

1.简谐运动的位移-时间图

2.简谐运动的物理解释

3.简谐运动的公式推导

板书设计说明：

本节课的板书设计紧扣教学内容，结构清晰，条理分明。通过简洁明了的板书，突出重点，准确精炼地概括了简谐运动的定义、特征、位移-时间图、物理解释、公式推导和能量守恒等知识点。同时，板书设计具有艺术性和趣味性，激发了学生的学习兴趣和主动性。教学反思与总结首先，在教学方法上，我采用了讲授法、实验法、讨论法等多种教学方法，以提高学生的参与度和兴趣。在实验环节，我让学生亲自动手进行实验，观察简谐运动的特征，这有助于加深他们对知识的理解和记忆。然而，在讨论环节，我发现部分学生参与度不高，可能是因为他们对简谐运动的概念和规律还不够熟悉。今后，我需要在讨论前给学生更多的引导和启发，帮助他们更好地参与到讨论中来。

其次，在教学策略上，我注重启发式教学，引导学生主动思考和探索。在讲解简谐运动的物理解释和公式推导时，我通过提问的方式，让学生思考并回答问题，这有助于培养他们的科学思维能力。然而，我发现部分学生在回答问题时，对知识的掌握不够准确和深入，可能是因为他们对知识的理解还不够透彻。今后，我需要在讲解时更加细致和深入，确保学生能够准确理解和掌握知识。

再次，在教学管理上，我注重课堂纪律，确保课堂秩序井然。在实验环节，我严格要求学生遵守实验规程，确保实验安全。然而，在讨论环节，我发现部分学生过于活跃，可能是因为他们对讨论的内容感兴趣。今后，我需要在讨论前给学生更多的指导，让他们明确讨论的目的和方式，以确保讨论的有效性和有序性。

最后，在教学效果上，我对本节课的教学效果进行了客观评价。通过观察和提问，我发现大部分学生能够理解和掌握简谐运动的定义、特征、位移-时间图、物理解释、公式推导和能量守恒等知识点。然而，也有部分学生在理解和掌握知识方面存在困难，可能是因为他们对知识的接受程度不同。今后，我需要针对这部分学生进行个别辅导，帮助他们克服学习困难。

总体来说，本节课的教学效果较好，学生对简谐运动的概念和规律有了更深入的了解和掌握。然而，在教学过程中也存在一些问题和不足，需要我在今后的教学中进行改进和调整。我会继续努力，提高教学水平，为学生提供更好的教学服务。作业布置与反馈一、作业布置

1.简谐运动的位移-时间图绘制：要求学生根据简谐运动的定义和特征，绘制一个简谐运动的位移-时间图，并标出振幅、周期、平衡位置等特征点。

2.简谐运动公式应用：要求学生根据简谐运动的公式x=Acos(ωt+φ)，计算并分析简谐运动在不同条件下的位移变化。

3.简谐运动的能量计算：要求学生根据简谐运动的能量守恒原理，计算并分析简谐运动在不同条件下的动能和势能变化。

4.简谐运动的实例分析：要求学生选择一个简谐运动的实例（如弹簧振子、摆动等），分析其运动特点和规律，并解释其与简谐运动的关系。

二、作业反馈

1.位移-时间图绘制：

A.振幅：大部分学生能够正确标出振幅，但少数学生对振幅的理解不够准确，需要进一步指导。

B.周期：大部分学生能够正确标出周期，但少数学生对周期的理解不够准确，需要进一步指导。

C.平衡位置：大部分学生能够正确标出平衡位置，但少数学生对平衡位置的理解不够准确，需要进一步指导。

2.简谐运动公式应用：

A.位移计算：大部分学生能够正确应用简谐运动的公式计算位移，但少数学生在计算过程中出现错误，需要指出并指导改正。

B.加速度计算：大部分学生能够正确应用简谐运动的加速度公式计算加速度，但少数学生在计算过程中出现错误，需要指出并指导改正。

3.简谐运动的能量计算：

A.动能计算：大部分学生能够正确应用简谐运动的动能公式计算动能，但少数学生在计算过程中出现错误，需要指出并指导改正。

B.势能计算：大部分学生能够正确应用简谐运动的势能公