《简谐运动》教学设计

时间：2023-08-16 16:07:51 文/黄飞老师教学设计学文网www.xuewenya.com

《简谐运动》教学设计

　　一．教材分析：

　　（一）.教材所处的地位及前后联系：

　　《简谐运动》是人教版高中物理（必修）第二册第八章《机械振动和机械波》中的内容。机械振动和机械波是在学生学习了运动学、动力学及功和能的知识后而编

　　排的，是力学的一个特例。机械振动和机械波是一种比较复杂的机械运动形式，对它的研究为以后学习电磁振荡、电磁波和光的本性奠定了知识基础．此外，机械振

　　动和机械波的知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。简谐运动是第八章中的第一节内容，是学习

　　本章后面各节内容的基础，也是本章的重点和难点之一。在研究简谐运动规律时要用到以前学过的运动学、动力学、功和能的知识，可起到复习巩固的作用，因此这

　　部分内容在教材中起着承前启后的作用。

　　（二）.教学目标：

　　根据物理科的课程标准，物理教学应包括知识、能力和情感态度教育等三个方面。因此，本节课教学目标也应该包括以下三个方面：

　　1．知识目标

　　（1）知道什么是机械振动、简谐运动。了解简谐运动的若干实例。

　　（2）知道简谐运动中回复力的特点。

　　（3）知道简谐运动是一种理想化模型。

　　（4）理解简谐运动中位移、速度、回复力和加速度的变化规律。

　　（5）知道在研究物理规律时一般遵循从简单到复杂的规律。

　　2．能力目标

　　（1）通过对实验的观察，培养学生的观察和发现问题的能力。

　　（2）分析简谐运动过程中有关物理量的变化规律，认识物理量之间存在密切的相互依存关系，培养逻辑思维能力。

　　3．情感态度和价值观

　　（1）通过对简单实验的操作，及参与对简谐运动规律的分析，培养学生参与科学研究的兴趣。

　　（2）通过对简谐运动的研究，使学生发现其中所严格遵循的简谐美、对称美。

　　（三）.教材的重点和难点：

　　1．重点：

　　如果能抓住简谐运动中的各物理量的变化规律，也就把握了复杂的机械振动的要领，所以本节的教学重点为：

　　（1）简谐运动过程中有关物理量的变化规律。

　　（2）简谐运动回复力的特点。

　　2．难点：

　　刚进入高二年级的学生思维具有单一性、定势性，他们习惯于分析恒力作用下物体的单程运动，对变力作用下来回运动的振动过程的多量分析，学生普遍会感到有些困难，因此本节的教学难点为：从运动学和动力学的角度区分简谐运动中位移、回复力、加速度和速度的变化规律。

　　（四）.学情分析及处理对策

　　通过前面章节的学习，学生已经具备运动学的基本知识及分析物理规律的一定能力。因此，本节课从研究弹簧振子的振动过程出发，去了解简谐运动的特点和理解其运动规律，使学生能顺利地掌握新知识，为本章的学习打好铺垫。

　　虽然通过初中和高一的学习，学生已有一定的观察、实验能力，但抽象思维、推理和综合分析的能力仍然有限。因此，本节课通过演示实验和引导学生分析振动的动态过程，来进一步提高学生这几个方面的能力。

　　二、教法

　　1、物理实验具有形象、生动、易调动学生积极性，化抽象为具体之功效，所以本节课通过实验演示，增加感性认识，通过对生活中身边见过的振动实例加深

　　学生的切身体会。（所用仪器：弹簧振子、装有水的透明玻璃水槽、红色的小木块、钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、吉它）。

　　2、由于弹簧振子的振动时其位移、速度、加速度等物理量是动态变化的，学生不易掌握。因此教学时要密切联系旧有知识，借助计算机模拟辅助教学手段，把突破难点的过程当成巩固和加深对旧有知识的理解应用过程，及培养学生分析能力的过程。

　　因此，这节课可采用直观实验演示、讲授、讨论并辅以电教手段等多种形式的教学方法。

　　三、学法：

　　以直观教学为突破口，引导学生在不同的现象中寻找共同的特征。学生通过对演示实验观察，及回顾已学过的旧知识，积极参与讨论总结规律，达到接受知识的目的，及提高自身的观察、分析和逻辑思维能力。

　　四、教学程序设计：

　　（一）导入新课（3分钟）

　　创设学习情境、激发学习兴趣为导入新课的指导思想，列举生活的事例引导学生观察归纳其特征。

　　请学生用吉它表演一小段演奏曲子，以优美的音乐进入课堂。老师提出问题：吉它为什么会发出声音？引导学生观察吉它弦的运动，得出吉它弦在振动。

　　（二）新课教学（28分钟）

　　1．指导学生观察演示实验，发现各种振动的共同特点，得出机械振动的概念。

　　（1）、【演示】演示实验并要求学生注意观察下列物体运动的特点。

　　单摆摆球来回摆动、小木块在水槽中上下运动、弹簧振子来回运动

　　（2）、引导学生分组讨论得出：它们的运动与前面学过的运动的不同之点就是运动具有往复性。从而引出机械振动的概念，接着指导学生认识各种振动的平衡位置的确定。

　　（3）、指导学生阅读课本上介绍的做机械振动物体，然后请学生举出生活中看到的其他机械振动的例子（如荡秋千、钟摆、喇叭的振动等），并让学生做使刻度尺振动的小实验，来加深对机械振动的理解。

　　老师指明机械振动是较复杂性的机械运动．指出研究复杂事物的一般方法：即从简单到复杂的方法。研究振动时也要从最简单最基本的形式--简谐运动开始，再逐步深入了解较复杂的振动过程。从而引入课题。

　　板书课题：

　　一、简谐运动

　　2、研究简谐运动特点

　　（1）、【演示】演示水平弹簧振子的振动,引导学生认识弹簧振子，并知道它是一种理想化的物理模型。（小球和水平杆之间的摩擦力可以忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可以忽略不计）

　　（2）、通过对振子受力分析，引导学生理解使振子做往复振动的.力是弹簧的弹力，及弹力的方向和平衡位置的关系，即总是指向平衡位置的，从而引出回复力的概念。

　　（3）、借助多媒体，根据下面表格分析弹簧振子完成一次全振动的过程。

　　分析振动过程时一定要注意按位移——回复力——加速度——速度的顺序合理进行。先将平衡位置、左右最大位移处（具有对称性）的几个特殊点的各个物理量紧

　　抓不放，讨论清楚，填在新画表格里．在讨论了各特殊点的情况后，再过渡到其它各四分之一周期的各变化物理量分析，引导学生把位移、回复力、加速度、速度的变化规律填入表格中。并通过对表格的整体分析，定性了解各物理量的定性变化规律，从而突破了教学中的重点和难点，实现认识上的第一次飞跃。由于变力作用下振动过程的多量分析比较难，老师引导时一定要注意控制速度，不能太快，要让学生有足够的思考时间，同时要善于对学生及时鼓励和肯定，增强学生的信心。

　　完成表格后，提出两个问题：(1)简谐运动中引起运动状态变化的力具有什么特征?(2)简谐运动具有什么特点?让学生讨论分析，并启发学生回忆已学过的胡克定律来得出回复力跟小球相对于平衡位置的位移的关系式：F=-x，从而得出简谐运动的定义。这就完成了从感性认识上升到理性认识，实现认识上的第二次飞跃。

　　（三）巩固练习（6分钟）

　　1、分析振子连续通过关于平衡位置对称的任意两点时的位移、回复力、加速度和速度的关系（大小和方向）。

　　2、在平衡位置与最大位移之间找任一位置，分析振子每经过这个位置时，它的哪些物理量是定值?哪些物理量是变化的?

　　以上两题的设计意图主要是让学生进一步理解简谐运动的特征，和体会简谐运动的对称美。

　　（四）课堂小结（2分钟）

　　师生共同回答以下问题：

　　1、什么是机械振动？

　　2、什么是简谐运动？

　　（五）布置作业（1分钟）

　　1、为使学生系统全面理解和掌握"简谐运动"的特点与规律，要求学生课后还要仔细阅读课文，合并完成两个表格所有的内容，并预习下节教材．

　　2、试从功和能关系研究简谐运动的动能和势能的变化规律？