《簡諧運動》教學(xué)設(shè)計

1、簡諧運動教學(xué)設(shè)計一教材分析：（一）.教材所處的地位及前后聯(lián)系：簡諧運動是人教版高中物理（必修）第二冊第八章機械振動和機械波中的內(nèi)容。機械振動和機械波是在學(xué)生學(xué)習(xí)了運動學(xué)、動力學(xué)及功和能的知識后而編排的，是力學(xué)的一個特例。機械振動和機械波是一種比較復(fù)雜的機械運動形式，對它的研究為以后學(xué)習(xí)電磁振蕩、電磁波和光的本性奠定了知識基礎(chǔ)此外，機械振動和機械波的知識與人們的日常生活，生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究有著密切的關(guān)系，因此學(xué)習(xí)這部分知識有著廣泛的現(xiàn)實意義。簡諧運動是第八章中的第一節(jié)內(nèi)容，是學(xué)習(xí)本章后面各節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)，也是本章的重點和難點之一。在研究簡諧運動規(guī)律時要用到以前學(xué)過的運動學(xué)、動力學(xué)、功和能的知識，可

2、起到復(fù)習(xí)鞏固的作用，因此這部分內(nèi)容在教材中起著承前啟后的作用。（二）.教學(xué)目標：根據(jù)物理科的課程標準，物理教學(xué)應(yīng)包括知識、能力和情感態(tài)度教育等三個方面。因此，本節(jié)課教學(xué)目標也應(yīng)該包括以下三個方面：1知識目標（1） 知道什么是機械振動、簡諧運動。了解簡諧運動的若干實例。（2） 知道簡諧運動中回復(fù)力的特點。（3） 知道簡諧運動是一種理想化模型。（4） 理解簡諧運動中位移、速度、回復(fù)力和加速度的變化規(guī)律。（5） 知道在研究物理規(guī)律時一般遵循從簡單到復(fù)雜的規(guī)律。2能力目標（1） 通過對實驗的觀察，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和發(fā)現(xiàn)問題的能力。（2）分析簡諧運動過程中有關(guān)物理量的變化規(guī)律，認識物理量之間存在密切的相互

3、依存關(guān)系，培養(yǎng)邏輯思維能力。3情感態(tài)度和價值觀（1）通過對簡單實驗的操作，及參與對簡諧運動規(guī)律的分析，培養(yǎng)學(xué)生參與科學(xué)研究的興趣。（2）通過對簡諧運動的研究，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中所嚴格遵循的簡諧美、對稱美。（三）.教材的重點和難點：1重點：如果能抓住簡諧運動中的各物理量的變化規(guī)律，也就把握了復(fù)雜的機械振動的要領(lǐng)，所以本節(jié)的教學(xué)重點為：（1）簡諧運動過程中有關(guān)物理量的變化規(guī)律。（2）簡諧運動回復(fù)力的特點。2難點：剛進入高二年級的學(xué)生思維具有單一性、定勢性，他們習(xí)慣于分析恒力作用下物體的單程運動，對變力作用下來回運動的振動過程的多量分析，學(xué)生普遍會感到有些困難，因此本節(jié)的教學(xué)難點為：從運動學(xué)和動力學(xué)的角

4、度區(qū)分簡諧運動中位移、回復(fù)力、加速度和速度的變化規(guī)律。（四）.學(xué)情分析及處理對策通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備運動學(xué)的基本知識及分析物理規(guī)律的一定能力。因此，本節(jié)課從研究彈簧振子的振動過程出發(fā)，去了解簡諧運動的特點和理解其運動規(guī)律，使學(xué)生能順利地掌握新知識，為本章的學(xué)習(xí)打好鋪墊。雖然通過初中和高一的學(xué)習(xí)，學(xué)生已有一定的觀察、實驗?zāi)芰Γ橄笏季S、推理和綜合分析的能力仍然有限。因此，本節(jié)課通過演示實驗和引導(dǎo)學(xué)生分析振動的動態(tài)過程，來進一步提高學(xué)生這幾個方面的能力。二、教法1、物理實驗具有形象、生動、易調(diào)動學(xué)生積極性，化抽象為具體之功效，所以本節(jié)課通過實驗演示，增加感性認識，通過對生活中身邊見過

5、的振動實例加深學(xué)生的切身體會。（所用儀器：彈簧振子、裝有水的透明玻璃水槽、紅色的小木塊、鋼板尺、鐵架臺、單擺、豎直彈簧振子、吉它）。2、由于彈簧振子的振動時其位移、速度、加速度等物理量是動態(tài)變化的，學(xué)生不易掌握。因此教學(xué)時要密切聯(lián)系舊有知識，借助計算機模擬輔助教學(xué)手段，把突破難點的過程當成鞏固和加深對舊有知識的理解應(yīng)用過程，及培養(yǎng)學(xué)生分析能力的'過程。因此，這節(jié)課可采用直觀實驗演示、講授、討論并輔以電教手段等多種形式的教學(xué)方法。三、學(xué)法：以直觀教學(xué)為突破口，引導(dǎo)學(xué)生在不同的現(xiàn)象中尋找共同的特征。學(xué)生通過對演示實驗觀察，及回顧已學(xué)過的舊知識，積極參與討論總結(jié)規(guī)律，達到接受知識的目的，及提

6、高自身的觀察、分析和邏輯思維能力。四、教學(xué)程序設(shè)計：（一）導(dǎo)入新課（3分鐘）創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為導(dǎo)入新課的指導(dǎo)思想，列舉生活的事例引導(dǎo)學(xué)生觀察歸納其特征。請學(xué)生用吉它表演一小段演奏曲子，以優(yōu)美的音樂進入課堂。老師提出問題：吉它為什么會發(fā)出聲音？引導(dǎo)學(xué)生觀察吉它弦的運動，得出吉它弦在振動。（二）新課教學(xué)（28分鐘）1指導(dǎo)學(xué)生觀察演示實驗，發(fā)現(xiàn)各種振動的共同特點，得出機械振動的概念。（1）、【演示】演示實驗并要求學(xué)生注意觀察下列物體運動的特點。單擺擺球來回擺動、小木塊在水槽中上下運動、彈簧振子來回運動（2）、引導(dǎo)學(xué)生分組討論得出：它們的運動與前面學(xué)過的運動的不同之點就是運動具有往復(fù)性。從而

7、引出機械振動的概念，接著指導(dǎo)學(xué)生認識各種振動的平衡位置的確定。（3）、指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本上介紹的做機械振動物體，然后請學(xué)生舉出生活中看到的其他機械振動的例子（如蕩秋千、鐘擺、喇叭的振動等），并讓學(xué)生做使刻度尺振動的小實驗，來加深對機械振動的理解。老師指明機械振動是較復(fù)雜性的機械運動指出研究復(fù)雜事物的一般方法：即從簡單到復(fù)雜的方法。研究振動時也要從最簡單最基本的形式-簡諧運動開始，再逐步深入了解較復(fù)雜的振動過程。從而引入課題。板書課題：一、簡諧運動2、 研究簡諧運動特點（1）、【演示】演示水平彈簧振子的振動,引導(dǎo)學(xué)生認識彈簧振子，并知道它是一種理想化的物理模型。（小球和水平桿之間的摩擦力可以忽略不

8、計，彈簧的質(zhì)量比小球的質(zhì)量小得多，也可以忽略不計）（2）、通過對振子受力分析，引導(dǎo)學(xué)生理解使振子做往復(fù)振動的力是彈簧的彈力，及彈力的方向和平衡位置的關(guān)系，即總是指向平衡位置的，從而引出回復(fù)力的概念。（3）、借助多媒體，根據(jù)下面表格分析彈簧振子完成一次全振動的過程。分析振動過程時一定要注意按位移回復(fù)力加速度速度的順序合理進行。先將平衡位置、左右最大位移處（具有對稱性）的幾個特殊點的各個物理量緊抓不放，討論清楚，填在新畫表格里在討論了各特殊點的情況后，再過渡到其它各四分之一周期的各變化物理量分析，引導(dǎo)學(xué)生把位移、回復(fù)力、加速度、速度的變化規(guī)律填入表格中。并通過對表格的整體分析，定性了解各物理量的定

9、性變化規(guī)律，從而突破了教學(xué)中的重點和難點，實現(xiàn)認識上的第一次飛躍。由于變力作用下振動過程的多量分析比較難，老師引導(dǎo)時一定要注意控制速度，不能太快，要讓學(xué)生有足夠的思考時間，同時要善于對學(xué)生及時鼓勵和肯定，增強學(xué)生的信心。完成表格后，提出兩個問題：(1)簡諧運動中引起運動狀態(tài)變化的力具有什么特征?(2)簡諧運動具有什么特點?讓學(xué)生討論分析，并啟發(fā)學(xué)生回憶已學(xué)過的胡克定律來得出回復(fù)力跟小球相對于平衡位置的位移的關(guān)系式：F=-x，從而得出簡諧運動的定義。這就完成了從感性認識上升到理性認識，實現(xiàn)認識上的第二次飛躍。（三）鞏固練習(xí)（6分鐘）1、分析振子連續(xù)通過關(guān)于平衡位置對稱的任意兩點時的位移、回復(fù)力、加速度和速度的關(guān)系（大小和方向）。2、在平衡位置與最大位移之間找任一位置，分析振子每經(jīng)過這個位置時，它的哪些物理量是定值?哪些物理量是變化的?以上兩題的設(shè)計意圖主要是讓學(xué)生進一步理解簡諧運動的特征，和體會簡諧運動的對稱美。（四）課堂小結(jié)（2分鐘）師生共同回答以下問題：1、什么是機械振動？2、什么是簡諧運動？（五）布置作業(yè)（1分鐘）1、為使學(xué)生系統(tǒng)全面理解和掌握"簡諧運動"的特點與規(guī)律，要求學(xué)生課后還要仔細閱讀課文，合并完成兩個表格所有的內(nèi)容，并預(yù)習(xí)下節(jié)教材2、試從功和能關(guān)系研究簡諧運動的動能和勢能的變化規(guī)律？五、板書設(shè)計：（教學(xué)中將