《简谐运动》教学设计

1、江苏省涕阳中学简谐运动教学设计笥徜运劭秋号段什伍晟才漂布中考秋代舞徽学内容次对家分析,本节是人教版全日制普通高级中学教科书（试 验修订本必修）物理第一册、第九章机械 振动第一节简谐运动。机械振动是较复杂的机械运动，振动的知识在实际生活中有很多应用（如心电图、核磁共振 仪、地震仪、钟摆等），可以使学生联系实际，扩 大知识面；同时，也是以后学习波动知识的基础。 因此，学好此章内容，具有承上启下的作用。简 谐运动是机械振动这一章中最基本而又最 重要的一节，是全章的基础。简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种运动形式，简谐运动过程中的位移、回复力、 加速度和速度均在做周期性的变化。正确理解简 谐运动

2、过程中各物理量的变化规律，可以加深对 以往所学的运动学和动力学知识的理解；通过已 学的运动形式的对比，可以更深入的比较各种条 件下运动的变化情况。本节通过对机械振动的教第#页江苏省涕阳中学学和对简谐运动规律的分析，帮助学生建立在周 期性外力作用下运动的基本概念。现阶段高一的学生已具有一定的运动学和动力学的基本知识，对高中物理的学习要求和方法 已具有一定的认识，但周期性变力作用下物体的 运动还是第一次遇到，对这种运动模式的运动形 式没有抽象认识；同时，高一学生只习惯于运动 模式较为单一的情况，很难对较为复杂的运动由 清晰的认识。为此，如何帮助他们建立合理的简 谐运动情景是教学的关键。心理学研究表

3、明，在 学生的学习中调动眼、耳、口等各种感觉器官共 同参与学习过程,则学习效率将得到极大的提高;而建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备 的基本要素是“情景创设”、“协商会话”和“信 息资源提供。为此在课堂教学上首先通过实验演 示给学生以直观的感受，创设学习的良好情景； 再引导学生观察、思考、讨论得出初步的简谐运 动规律；最后通过电脑动画设计科学的模拟出各 种情况下的运动情景，动态的分析各个相关物理 量的变化情况，给学生提供科学而丰富的信息资第3页江苏省深阳中学 源，然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而 科学的结论。由此培养学生的观察能力、空间想 象能力、协同学习的能力和科学的思维能力，使

4、 学生的学习过程变得轻松而高效，并且同步培养 学生自主学习的能力，为学生的可持续发展提供 必要的训练。稣学宜林/（一）知识目标：1 .知道什么是机械振动及其产生条件；理解回 复力的含义；2 .理解简谐运动的条件，学会鉴别简谐运动；3.掌握简谐运动中相对于平衡位置的位移、速第5页度、回复力和加速度的变化规律。（二）能力目标：1.通过对物理现象的观察、分析、讨论和归纳, 培养学习物理的科学的方法；2.通过对简谐运动的认识，培养对忽略次要因素、突出主要矛盾的理想化方法的应用；3 .通过对弹簧振子振动的分析得出简谐运动 的一般规律性的结论，培养“从个别到一般”江苏省涕阳中学的科学思维和概括能力;4 .

5、分析简谐运动过程中有关物理量的变化规律，认识各物理量之间存在密切的相互关系,培养逻辑思维、辨证思维能力;5 . 正确识别机械振动和简谐运动实例，提高联系实际的能力。（三）德育目标:L 回复力和惯性这两个矛盾的对立面是维持 物体做简谐运动的内因，而阻力足够小则是外 因，矛盾的对立统一是和谐的自然法则；2 .不同的运动形式遵循不同的运动规律，要切 记具体情况具体分析；3 .简谐运动的简谐美、对称美既是一种审美 观，又是一种科学方法。徽学*京.唯京、友解决方法）（一）重点：1 .简谐运动回复力的特点;2 .简谐运动过程中相关物理量的变化规律。 （二）难点：如何从已有得运动学和动力学的角度区分简谐运

6、动中位移、速度和加速度的变化规律。| 第5页|江苏省涕阳中学（三）解决方法：1 .布置复习运动学、动力学相关知识；2 .采用实验演示、列表对比等为学生的学习创 设真实情景；3 .应用多媒体模拟动态过程，为学生的学习创设模拟真实情景，增强直观感受;4 .引导学生观察一一思考一一讨论一一归纳, 积极参与，积极思维，自主学习。徽学媒体设计）1.选用媒体：常规媒体+多媒体电脑，即多媒第#页体辅助课堂教学方式;2.选择的理论依据：授课的过程是授课者和学习者之间完成知识信息转移的过程。教师向学生传授知识的目的一是给学生传递某一学科知识（教学内容）；二是促进学生有效的学习。而 学生面对教学信息，必然有两种反

7、应：一是接 受反应，它表现为学生对教师传授信息的理解 程度；二是构成反应，它表现为学生将理解的 知识转换为自我能力的程度。显然，构成反应 是教学的目的和期望所在，而计算机辅助教学方式能够更有效的帮助提高期望值。因为在这种教学模式下，计算机作为一种先进的教学媒 体，只是教师进行教学的一种手段。所使用的课件依据教学要求编制，内容的选择是跳跃的、不连贯的，只是借助教学软件的帮助将教学内容中不易直观形象表现出来的、需要用大量语言和文字解释的内容通过多媒体形式非常具体形象的展现在学生的面前，在需要应用时加以调用，这样教师的主导地位并没有改变，作为 教学的组织者和引导者，并不受到“做死了” 的、“面面俱到

8、”的现成教学课件的束缚，可以 根据教学需要和学生学习情况进行调整；另一方面，通过多媒体课件的应用将原本非常抽象而不易理解的物理过程形象生动的表现出来,激发学生积极参与教学过程，变“虚”为“实”,降低了学生认识的难度，提高了学生学习的兴趣，收到很好的教学效果。3.课件来源：自制 气垫导轨、音叉、小槌、钢片、水平方向和竖直江苏省涕阳中学方向的弹簧振子、单摆、电脑多媒体课件等教学过程及教学设计教学过程教学设计课间休息播放世界名曲给学生以舒缓、 优美的音乐感 受，一方面使学 生得到良好的休 息，另一方面为 教学打下伏笔（所有发声的物 体都在振动）。教学过程教学设计引入新课实验演示：水平方向、竖直方 向

9、弹簧振子和单摆的运动。g 11 1新课教学一、机械振动：提问：上述物体的运动就是我们今天要研究的机械振动，那么上述运动有什么特 点呢？学生讨论、回答：来回运动，具有往复性提问：凡是往复运动都是振动 吗？如：人在教室里来 回走动、人拍皮球时皮创设真实情 景，给学生以直 观感受。引导学生观察运 动的特点。通过观察实验 现象，讨论得出 结论，引导学生 注意和以往所学 运动形式的区 别。引导学生再次第#页江苏省涕阳中学球的运动是否是振动？ 学生讨论并回答：物体振动时, 必然在某一中心位置的 两侧往复运动。教师：这一中心位置叫平衡位置。1.机械振动：物体在平衡位置观察上述实验并 与人的来回走动 和皮球的

10、上下运 动进行比较。理论联系实附近所做的往复运动，叫做 机械振动，通常际，增强对机械振动的理解。亲身感受，增强 感性认识。与以前所学内 容进行对比，促 进学生的思维理 想和对知识的同简称为振动。学生举例，生活中的机械振 动：水中的浮标、风中晃动的树枝、钟摆的运动、所有发声的物体等等。亲身感受：用手感受声带的 振动，音叉的振动等。2.产生振动的条件：第13页教学过程教学设计提问：上述物体为什么会作振 动？回忆：物体的运动与受力情况 和初速度的关系紧密相关。如：匀速直线运动一一合外力 为零；平抛运动一一只受重 力作用，初速度水平；匀速圆周运动一一合外力 大小不变，方向始终指向圆心。结论：物体的运动

11、变化和所受 外力紧密相关。实验演示：气垫导轨上水平方 向弹簧振子的运动。学生分析振子振动中的受力情 况：重力、支持力、弹力学生讨论：重力和支持力平衡， 振子的运动由弹簧弹力造化和顺应。实验演示，提 供真实情景。掌握科学方 法，突出主要矛 盾，忽略次要矛 盾。动画模拟真实 情景，动态展示 弹力的变化情 况。成。现象观察：（电脑模拟展示）振子在平衡位置左侧时，弹力向右;振子在平衡位置右侧时，弹力向左;弹簧的弹力总指向平衡位置。X0QQ归纳:复力：振动物体离开后就要受到指向平 衡位置的力的引导学生观察 思考。师生讨论得出 回复力的概念、 特点和作用。前后联系,强课堂的完整 性。江苏省涕阳中学教学过程

12、教学设计作用，使 振动物体 返回平衡位置，这样的复力。学生分析物 体的受力情况， 讨论回复力的产 生。结合学生的分第14贞回复力的特点：始终指 析讨论，用电脑向平衡位置。模拟运动过程中复力的作用：使振动物体的受力情况，给回到平衡位置。(振动物学生以动态的过体远离程，深入理解回复力的特点以及回复力的产生。平衡位置时，使物体做减速 运动;振动物体向平衡位置运动时,使物体 做加速运动。)(1)条件一：物体受到回复 力的作用。提问：竖直方向的弹簧振子和摆球运动的回复力由谁提 供？电脑模拟展示动态G由重力和弹力的合力提供回复力F弹;IF回由重力沿圆弧方向的分力提供回复力学生根据上述 分析讨论得出回 复力

13、的确切含 义。通过比较，前 后贯通，加深理 解。联系实际， 增强感性认识。实验演示， 提供真实情景。讨论得出结 论。归纳:复力是振动物体所江苏省涕阳中学教学过程教学设计忽略次要矛盾， 突出主要矛盾， 是科学研究的常 用方法。实验演示，提 供真实情景。受的指向平衡位置的合外力,是根据效果命名的效果力。可以由某一个力、某 实验演示，提几个力的合力或某个供真实情景。力的分力提供。(和向心力进行比较)提问：在实际生活中的振动最 后都会停止，为什么？ 学生回答：要受到阻力的作用。 实验演示：摆球在空气中和水 中振动。提问：有什么区别？为什么？ 学生观察并回答：水中阻力大, 振动次数 少；空气中 阻力小振

14、动 次数多。(2)条件二：阻力足够小;二、简谐运动研究振动要从最简单、最基根据实验演本的振动着手，这种振动叫做示，讨论得出位简谐振动（振动过程中所受阻移的大小、方向, 力为零）。并与以前所学的 实验演示：气垫导轨上滑块在 位移概念进行区别。弹簧作用下的振动。电脑模拟展示 动态变化过程， 增强感性认识。滑块所受的阻力可以忽略 不计，弹簧的质量比滑块小得 多，也可忽略不计，这样的系 统称之为弹簧振子。1 .简谐振动的位移一一对平衡 位置的位移：实验演示：气垫导轨上滑块 的振动根据前面所第19页学,当堂巩固。江苏省涕阳中学教学过程教学设计简谐运*99动r YTTWW 3 子水平方向弹簧振子离开平衡位

15、置的距离。电脑动态模 拟，增强感性认 识方£0A 向：mrwh 由H H H h w：平X：zte q ffl I位置指向物体所在位置。电脑展示振子运动过程中位移的变化情况。通过动力学分 析和动画模拟， 自然得出结论。第21页江苏省涕阳中学教学过程教学设计2 .简谐运动中的回复力：实验演示：气垫导轨上滑块 的运动学生分析：振动过程中所需 要的回复力由弹簧的弹力提供。动画模拟：简谐运动过程中的回复力和位移之间的关系。学生讨论，得出结论:结论：简谐运动过程中回复力与位移大小成正比， 方向与位移方向相反。（与广-人是判断一个振动是讨论、思考的 基础上用电脑进 行模拟展示，使 学生的学习效果

16、 提高。第18页江苏省涕阳中学教学过程教学设计否为简谐运动的依据。）3.简谐运动的规律：简谐运动中位移、I复力、第23页加速度和速度的大小和方向 均无时不刻不在变化，它们 的变化具有什么样的规律呢？ 学生根据实验现象思考讨论。动画模拟：分别展示弹簧振子 在振动过程中X、F、a、v的大小和方向变化情况:学生比较、讨 论得出结论。江苏省涕阳中学第27页撮子的 运动ATOOTA'AM00TA方向大小方向大小方向大小方向大小位移XOTA变小OTA'变大0TA'变小0TA变大回复力FATO变小AMO变大AM0变小AT0变大加速度aATO变小AMO变大AM0变小AT0变大MvATO变大OTA'变小AM00TA变小结论:逐步完成表格:学生根据课堂 内容自我回忆， 教师引导共同完 成。1.位移方向始终由平衡位置指向物体所在位置;回复力、加速度的方向始终指向平衡位置。2.位