23簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量教學(xué)設(shè)計(jì)-高二上學(xué)期物理人教版選擇性2

教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科：物理課題：2.3簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力與能量年級(jí)：姓名：課題人教版選擇性必修一第二章第3節(jié)：簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力與能量科目物理年級(jí)高二年級(jí)課時(shí)一課時(shí)課表分析本節(jié)內(nèi)容屬于人教版選擇性必修一模塊中“機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波”主題，《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)了解波動(dòng)的特征，為深入學(xué)習(xí)和研究電磁波打好基礎(chǔ)。”教材分析學(xué)情分析核心素養(yǎng)：1.科學(xué)思維：（1）通過實(shí)例分析，理解回復(fù)力的概念及性質(zhì)。(2)通過對(duì)彈簧振子模型的分析，理解簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(位移、回復(fù)力、加速度、速度的變化規(guī)律)。(3)通過閱讀教材內(nèi)容，能夠定性說明簡諧運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化。2.科學(xué)探究（1）會(huì)利用回復(fù)力的知識(shí)來判斷物體的運(yùn)動(dòng)是否是簡諧運(yùn)動(dòng)。（2）通過對(duì)彈簧振子的運(yùn)動(dòng)和能量的分析，能定性地說明彈簧振子系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，形成能量觀和運(yùn)動(dòng)觀。3.科學(xué)責(zé)任與態(tài)度在實(shí)驗(yàn)過程和理論推導(dǎo)過程中，做到認(rèn)真規(guī)范，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征，明確回復(fù)力的概念．教學(xué)難點(diǎn)理解簡諧運(yùn)動(dòng)過程中位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢能的變化情況。教法、學(xué)法教學(xué)資源多媒體課件、多種玩具小車、水平彈簧振子，簡諧運(yùn)動(dòng)掃描儀等。教學(xué)流程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖預(yù)習(xí)檢查檢查學(xué)生的導(dǎo)學(xué)案，并大致講解。（一）、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力1．回復(fù)力(1)定義：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)受到的總能使其回到的力．(2)方向：指向．(3)表達(dá)式：F＝.（二）、簡諧運(yùn)動(dòng)的能量1．振動(dòng)系統(tǒng)(彈簧振子)的狀態(tài)與能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，彈簧振子運(yùn)動(dòng)的過程就是和互相轉(zhuǎn)化的過程．(1)在最大位移處，動(dòng)能，勢能．(2)在平衡位置處，動(dòng)能，勢能．2．簡諧運(yùn)動(dòng)的能量特點(diǎn)：在簡諧運(yùn)動(dòng)中，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，而在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中都有一定的能量損耗，因此簡諧運(yùn)動(dòng)是一種的模型．充分了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，方便教學(xué)。新課導(dǎo)入復(fù)習(xí):物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移與時(shí)間遵從什么規(guī)律?學(xué)生回答：正弦函數(shù)思考：下圖中三個(gè)物體哪個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)？如何判斷？引發(fā)學(xué)生思考；再次提醒學(xué)生簡諧運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間的關(guān)系。讓學(xué)生用簡諧運(yùn)動(dòng)掃描儀完成其圖片，獲得學(xué)習(xí)物理的成就感。學(xué)生觀看簡諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像，對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行加深，知道如何從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度分析物體是否做簡諧運(yùn)動(dòng)。同時(shí)拋出問題：如何從動(dòng)力學(xué)的角度分析物體是否做簡諧運(yùn)動(dòng)呢？通過觀看小實(shí)驗(yàn)并回答問題吸引學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣。新課教學(xué)一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力探究活動(dòng)一：分析A、B、C、D四點(diǎn)的受力情況和位移及合力的效果觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，并嘗試做出以下A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的回復(fù)力方向和位移方向？彈簧振子的力有什么特點(diǎn)？方向：F的方向總是指向平衡位置，總與位移方向相反。作用效果：F的作用效果“總想”把小球拉回平衡位置。安排學(xué)生活動(dòng)請閱讀課文，根據(jù)上述討論，總結(jié)一下回復(fù)力的概念：1.定義:使物體在平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的力。2.來源：回復(fù)力可以是彈力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一個(gè)力，或幾個(gè)力的合力,或者某個(gè)力的分力.3.效果：總是使物體回到平衡位置.4.方向:始終與位移方向相反，總是指向平衡位置。探究活動(dòng)二：分析兩圖中A、B、C的回復(fù)力情況學(xué)生通過個(gè)人探究、小組合作、老師講解，進(jìn)一步加深其對(duì)回復(fù)力的理解。同時(shí)，教師拋出問題：物體在做簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中，其受的回復(fù)力大小到底跟什么有關(guān)系呢?探究活動(dòng)三：推導(dǎo)合外力與位移的關(guān)系學(xué)生通過分析得到：問題：x一定是彈簧的形變量嗎？如何彈簧振子在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，那么x還是彈簧的形變量嗎？學(xué)生對(duì)下圖進(jìn)行受力分析推導(dǎo)其關(guān)系式：教師引導(dǎo)學(xué)生分析，得到x不是彈簧的形變量，而是指物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的位移。安排學(xué)生活動(dòng);引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)回復(fù)力的大小和公式，并板書5.大小:F=kx負(fù)號(hào)表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反。通過分析總結(jié)，形成共識(shí)：對(duì)一般的簡諧運(yùn)動(dòng)，由于回復(fù)力不一定是彈簧的彈力，所以k不一定是勁度系數(shù)而是回復(fù)力與位移的比【典例1】如圖所示在傾角為的光滑斜面上有個(gè)小球沿斜面拉下一段距離，然后松開。假設(shè)空氣阻力可忽略不計(jì)，試證明小球的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。解答過程：教師拋出問題：我們知道回復(fù)力的知識(shí)點(diǎn)，那么彈簧振子在水平方向做簡諧運(yùn)動(dòng)過程中能量如何變化呢？二、簡諧運(yùn)動(dòng)的能量探究活動(dòng)四：簡諧運(yùn)動(dòng)中各個(gè)物理量的變化規(guī)律教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析總結(jié)：彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)過程中所存在的規(guī)律;位移、回復(fù)力、加速度x三者同步變化,與速度的變化相反。把握兩個(gè)特殊位置：最大位移處:x、F、a、Ep最大，v、Ek為零；平衡位置處:x、F、a、Ep為零，v、Ek最大.兩個(gè)過程:動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不變。最后用這個(gè)小游戲總結(jié)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣：【典例2】圖1為水平方向的彈簧，一端固定，另一端栓結(jié)一個(gè)小球，在水平橫桿上運(yùn)動(dòng)，摩擦均不計(jì)，彈簧原長位置為B點(diǎn)，A和C為左右兩邊的運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)點(diǎn)，以B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，該運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間圖像如圖2，則（）A．AC距離為5cm B．從A到C的時(shí)間為6秒C．從B到C做勻減速運(yùn)動(dòng)D．從C到B彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【典例3】(多選)把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上,球與輕彈簧相連組成彈簧振子,小球沿桿在水平方向做簡諧運(yùn)動(dòng),它圍繞平衡位置O在A、B間振動(dòng),如圖所示,下列結(jié)論正確的是()A.小球在O位置時(shí),動(dòng)能最大,加速度最小B.小球在A、B位置時(shí),勢能最大,加速度最大C.小球從A經(jīng)O到B的過程中,回復(fù)力一直做正功D.小球從B到O的過程中,振動(dòng)的能量不斷增加通過對(duì)彈簧振子的受力分析和位移方向的判斷，得到彈力的方向和其效果。學(xué)生總結(jié)，教師進(jìn)行板書，加強(qiáng)學(xué)生記憶。通過探究活動(dòng)二，加深學(xué)生對(duì)物體回復(fù)力的定義、來源、效果、方向等知識(shí)的理解。通過探究活動(dòng)三，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)回復(fù)力的大小影響因素，推出回復(fù)力的公式。通過講解例題1反饋學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的情況通過完成探究活動(dòng)四，總結(jié)物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)位移、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢能、機(jī)械能等變化情況。通過例題2和例題3的講解反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況作業(yè)設(shè)計(jì)1.對(duì)今天所講的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，并完成導(dǎo)學(xué)案后面的三個(gè)小題；2.總結(jié)自己存在的問題，方便下節(jié)課進(jìn)行講解；3.做好預(yù)習(xí)工作——第二節(jié)《全反射》。通過預(yù)習(xí)了解光的全反射等知識(shí)，同時(shí)完成相應(yīng)的作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。板書設(shè)計(jì)通過板書讓學(xué)生理解這節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解。課后反思概念教學(xué)是物理教學(xué)的難點(diǎn)，光的折射概念是光學(xué)中