物理选择性必修 第一册1 简谐运动教案及反思

这是一份物理选择性必修 第一册1 简谐运动教案及反思，共5页。教案主要包含了教学重点，教学难点等内容，欢迎下载使用。

课 题
简谐运动
课 型
新授课 eq \\ac(□,√) 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
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；通过列举生活中的多个实例，通过让学生归纳共同点来引出机械振动的概念；而后运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动，从而从运动学的角度认识弹簧振子。通过实验得到弹簧振子的位移-时间图像；再通过数据进行分析发现弹簧振子的位移-时间图像时正弦函数。简谐运动可以根据运动学和动力学特征分别进行定义，本节根据运动学特征给出了简谐运动的定义。
学习者
分析
高二的学生已具有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，但在大小和方向都做周期性变化的力的作用下的物体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；很难对较为复杂的运动有清晰的认识。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。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、讨论应用描点、描迹法、验证法、拟合法、类比法等科学方法得出初步的简谐运动规律，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。
基于以上课标分析、教材内容分析和学情分析，确定本节课的教学重点和教学难点：
【教学重点】：形成简谐运动的概念和认识它的位移-时间图像。
【教学难点】：弹簧振子理想化模型的构建和简谐运动位移与时间函数关系。
教学目标与核心素养
物理观念：①知道机械振动是机械运动的另一种形式，知道机械振动的概念；
②知道什么是弹簧振子，明确弹簧振子是理想化的物理模型；
③认识简谐运动的位移-时间图。。
科学思维：①会运用理想化方法建构弹簧振子模型；
②通过观察、分析和推理，会证明弹簧振子的位移-时间图像是正弦曲线。
科学探究：经历探究简谐运动规律的过程，能分析数据、发现特点、形成结论。
科学态度与责任：①通过弹簧振子位移随时间变化规律的研究，体会实事求是的科学态度与科学精神；
②联系生活实际，拓展视野，进一步形成对科学和技术应有的正确态度和责任感。；
教学准备
多媒体课件、导学案、视频。
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
知识回顾（导学案，要求学生课前完成）
设置情景引入
活动情境
生活中的运动实例：
视频1：小球由静止释放——自由落体、水平抛出小球——平抛、线拉住在水平面内转动——
匀速圆周运动
实验1：挥动手臂、扇子扇动、拍打篮球
视频2：击打身体的按摩捶、蹦极、钟摆的摆动
1、问题1：视频2、实验中物体的运动跟视频1中物体运动对比有什么不同之处，它们有什么共同特点？
教师:引导学生构建机械振动概念。
思考，讨论并回答问题
学生活动：观察对比现象、提炼共同点。
通过视频、实验展示生活中的情境，引导学生进行观察、对比，发现新的运动特点；由此构建机械振动概念，发展对比、类比、归纳等科学思维；又能体会物理学跟深化科技息息相关。
探索新知： 知识点一：构建弹簧振子模型
通过观察弹簧振子运动的演示视频，引入新课。
安排学生阅读教材内容
安排学生阅读教材内容
1、演示观察：
（1）学生观察演示实验：无气垫导轨和有气垫导轨下弹簧小球的运动。
现象：无气垫导轨的弹簧小球很快停下。有气垫导轨的小球几乎等幅振动。
2、问题：
（1）要想让小球完成机械振动需要消除谁的影响？
（2）研究问题从简单到复杂，为了研究方便，对弹簧和振动物块有什么要求？
探究弹簧振子位移随时间变化规律
视频1：小球由静止释放——匀变速直线运动
运动学角度：测出速度随时间变化规律、测出位移随时间做二次函数变化规律、测出加速度，加速度恒定的直线运动
问题：现在我们先从运动学角度研究弹簧振子的振子做什么性质的运动；测量哪个运动物理量随时间变化关系较为方便？如何测量？
给出振动位移概念：指由平衡位置指向某一振动位置的有向线段。（注意矢量方向的选取和表示方法，以弹簧振子为例）。
频闪照相和手机连拍获得各时刻振子的位置图像（如右图），也可以获得各时刻振子相对平衡位置位移的表格。
问题：如何直观的分析各时刻振子的位移随时间变化的规律？

分组讨论并交流形成弹簧振子模型：
弹簧振子是一种理想化模型，需要满足①忽略摩擦力 ②忽略弹簧质量 ③小球看成质点这三个条件。
经过学生小组讨论、交流，从实际的物体运动中抽象、简化出基本模型（科学思维、科学态度与责任）。
学生交流：
动力学角度：只受重力
学生分组讨论：
如何测量位移随时间变化关系。
学生分组讨论：小组合作交流，通过建立坐标系、描点得到位移---时间图像。
引导学生将实际问题中的对象和过程转化程理想模型，从而让学生的思维得到提高
应用类比法，从动力学、运动学角度研究物体的运动性质（科学思维）
讨论如何测量位移随时间变化关系，调用学生已有的实验探究知识对振子运动进行观察、分析、推理、实验操作等方式的合作学习（科学思维、科学探究）
探索新知： 知识点二：简谐运动
安排学生阅读教材内容
.探讨位移--时间图像特点
问题：作出的图像像什么函数的图线？如何验证我们的猜想？
给出简谐运动概念：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像是一条正弦曲线，这样的振动成为简谐振动。
学生分组讨论：猜是正弦函数的图线
可以根据图像上的各时刻位移数据与x＝Asinωt进行验证。
对位移随时间变化的特点、规律进行猜想、验证、类比，构建简谐运动模型与概念（科学思维、物理观念）。
课堂练习
1.某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（ ）
A．振子偏离平衡位置的最大距离为10cm
B．1s到2s的时间内振子向平衡位置运动
C．2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也相同
D．振子在2s内完成一次往复性运动
2．简谐运动属于下列运动中的( )
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动 C．匀变速直线运动 D．非匀变速直线运动
课堂小结
利用思维导图引导学生完成
主板书设计
一、机械振动
物体在某一位置（平衡位置）附近的往复运动。
最简单的机械振动：简谐运动。
简谐运动的两种模型：弹簧振子 单摆
二、简谐振动
如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x­t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。
教学反思