高中物理：第一章《機(jī)械振動(dòng)》教案（1）（滬科版選修3-4）

用心 愛(ài)心 專心 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng) 一 教學(xué)任務(wù)分析一 教學(xué)任務(wù)分析 機(jī)械振動(dòng)是繼勻速圓周運(yùn)動(dòng)后學(xué)習(xí)的另一種研究較為復(fù)雜的周期性運(yùn)動(dòng) 學(xué)習(xí)機(jī)械振 動(dòng)既是對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)共性認(rèn)識(shí)的完善 也為以后學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng) 交流電 電磁波等知識(shí)奠 定基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)需要以勻速直線運(yùn)動(dòng) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)為基礎(chǔ) 從觀察生活與實(shí)驗(yàn)中機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象入手 使學(xué)生歸納知道機(jī)械振動(dòng)的一般特征 通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析 彈簧振子 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況 使學(xué)生知道機(jī)械振動(dòng) 的受力條件 認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化規(guī)律 在引入 彈簧振子 的過(guò)程中 使學(xué)生體驗(yàn) 理想模型 方法 在分析彈簧振子運(yùn)動(dòng)情況 的過(guò)程中感受 歸納推理 在研究彈簧振子位移時(shí)間圖像和音叉振動(dòng)及迭加的過(guò)程中感 受 實(shí)驗(yàn)探究 的方法 培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析 比較判斷 推理歸納等能力 二 教學(xué)目標(biāo)二 教學(xué)目標(biāo) 1 知識(shí)與技能知識(shí)與技能 1 知道機(jī)械振動(dòng) 2 理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特征 3 理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力 加速度 速度隨偏離平衡位置位移變化的定性規(guī)律 4 初步學(xué)會(huì)由現(xiàn)象的觀察 概括 比較 分析與歸納 得出相應(yīng)的物理規(guī)律 2 過(guò)程與方法過(guò)程與方法 1 通過(guò)研究彈簧振子振動(dòng) 音叉振動(dòng)及迭加 感受 從簡(jiǎn)單入手 逐步深入 的科學(xué) 研究方法 2 通過(guò)彈簧振子的建模過(guò)程 認(rèn)識(shí) 理想模型 的研究方法 3 情感 態(tài)度價(jià)值觀情感 態(tài)度價(jià)值觀 1 通過(guò)觀察生活事例 了解實(shí)際應(yīng)用 體驗(yàn)樂(lè)于科學(xué)探究的情感 2 通過(guò)探究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 感悟?qū)嵤乔髮?shí)的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng) 三 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)三 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律 難點(diǎn) 一次全振動(dòng)中回復(fù)力 加速度 速度的變化及相互關(guān)系 用心 愛(ài)心 專心 四 教學(xué)資源四 教學(xué)資源 1 物理實(shí)驗(yàn) 1 演示實(shí)驗(yàn) 研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律 豎直彈簧振子 運(yùn)動(dòng)傳感器 力傳感器 數(shù)據(jù)采集器 計(jì) 算機(jī) 振動(dòng)的對(duì)比和迭加 頻率不同的音叉 兩塊玻璃板 計(jì)算機(jī)和聲音分析軟件 2 學(xué)生小實(shí)驗(yàn) 鋸條 單擺 橡皮筋 乒乓球 氣墊導(dǎo)軌上的彈簧振子 2 信息化平臺(tái) 1 多人一機(jī)的網(wǎng)絡(luò)教室 文件管理展示平臺(tái) 172 16 2 10 中文 學(xué)科教學(xué) elearning 學(xué)習(xí)平臺(tái) 2 網(wǎng)上交互課件 研究彈簧振子位移 回復(fù)力 速度變化的 flash 課件 五 教學(xué)設(shè)計(jì)思路五 教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)包括機(jī)械振動(dòng)一般特點(diǎn) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 振動(dòng)圖像三部分內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的基本思路是 從生活現(xiàn)象觀察和學(xué)生實(shí)驗(yàn)入手 在引導(dǎo)學(xué)生歸納概括機(jī)械振動(dòng) 的一般特征和所需條件的基礎(chǔ)上 以彈簧振子為研究對(duì)象 通過(guò)分析討論 得出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的 受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律 再應(yīng)用 DIS 實(shí)驗(yàn)得出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律 方法是 通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀 察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)與彈簧形變的關(guān)系 應(yīng)用動(dòng)力學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析討論 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是 方法是 以彈簧振子的運(yùn)動(dòng)為例 通過(guò) DIS 實(shí)驗(yàn)和演示研究 彈簧振子位移 回復(fù)力 速度變化的 flash 課件 展示一次全振動(dòng)中回復(fù)力 加速度 速度 的變化及相互關(guān)系 再通過(guò)音叉振動(dòng)及迭加實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)行強(qiáng)化與拓展 本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)問(wèn)題討論 網(wǎng)絡(luò)課件交互 交流討論 DIS 實(shí)驗(yàn)研究 教師指導(dǎo)等多種教學(xué) 策略的應(yīng)用 強(qiáng)調(diào)通過(guò)學(xué)生主動(dòng)參與 培養(yǎng)其分析推理 比較判斷 歸納概括的能力 使之 感受 理想模型 實(shí)驗(yàn)探究 歸納推理 等科學(xué)方法 感悟簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)價(jià)值和意義 的 提高探究學(xué)習(xí)的興趣 完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需 2 課時(shí) 六 教學(xué)流程六 教學(xué)流程 1 1 教學(xué)流程圖 教學(xué)流程圖 用心 愛(ài)心 專心 2 2 流程圖說(shuō)明 流程圖說(shuō)明 情景情景 觀察實(shí)踐 學(xué)生觀察生活中各種機(jī)械振動(dòng)事例的視頻 并利用鋸條 單擺 穿過(guò)橡皮筋的乒乓 球動(dòng)手實(shí)踐 自主演示與視頻中運(yùn)動(dòng)事例相類似的運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)活動(dòng) I I 演示 1 演示氣墊導(dǎo)軌上彈簧滑塊的在充氣前和充氣后的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 進(jìn)行對(duì)比 活動(dòng)活動(dòng) IIII 課件交互 在網(wǎng)絡(luò)教室中 學(xué)生分組操作水平彈簧振子往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 flash 課件 分析討論在一 次全振動(dòng)中彈簧振子的位移變化 受力情況 變速情況 邊在表格中填寫討論結(jié)果 回 答關(guān)于水平彈簧振子回復(fù)力特征的問(wèn)題 分組交互任務(wù)完成后 利用網(wǎng)絡(luò)將探究結(jié)果進(jìn) 行提交 以便進(jìn)行全班交流 活動(dòng)活動(dòng) IIIIII DIS 實(shí)驗(yàn) 1 用力傳感器測(cè)豎直彈簧振子的回復(fù)力 用位移傳感器測(cè)位移 從實(shí)驗(yàn)中得出豎直彈 簧振子的回復(fù)力特征和位移時(shí)間圖像 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 的特征的特征 活動(dòng) IV DIS 實(shí)驗(yàn) 2 音叉振動(dòng) 圖像及迭 加為樂(lè)音 活動(dòng) V 模板總結(jié) 活動(dòng) I 演示 1 機(jī)械振動(dòng) 概念條件 活動(dòng) II 課件交互 彈簧振子彈簧振子 模型模型 情景 觀察 實(shí)踐 活動(dòng) III DIS 實(shí)驗(yàn) 1 水平彈 簧振子 回復(fù)力 豎直彈 簧振子 回復(fù)力 問(wèn)題 設(shè)問(wèn) 用心 愛(ài)心 專心 設(shè)問(wèn) 根據(jù)對(duì)水平彈簧振子與豎直彈簧振子的研究 它們的受力和運(yùn)動(dòng)有哪些特征 活動(dòng)活動(dòng) IIIIII DIS 實(shí)驗(yàn) 2 是利用聲音捕獲軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 包括測(cè)音叉振動(dòng)圖像 樂(lè)音振動(dòng)圖像 及進(jìn)行音叉振動(dòng) 迭加樂(lè)音振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)等 活動(dòng)活動(dòng) V V 模板總結(jié) 是關(guān)于機(jī)械振動(dòng) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)知識(shí)結(jié)構(gòu)的校園網(wǎng)模板 老師事先在這個(gè)模板上為學(xué)生 搭好一個(gè)大的框架 學(xué)生學(xué)完本節(jié)課全部?jī)?nèi)容后 分組在這個(gè)模板上進(jìn)行歸納總結(jié) 自 主形成關(guān)于本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)并上傳 供全班交流與點(diǎn)評(píng) 3 3 教學(xué)的主要環(huán)節(jié) 教學(xué)的主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為三個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié) 第一環(huán)節(jié) 通過(guò)現(xiàn)象觀察與實(shí)踐體驗(yàn) 歸納得出機(jī)械振動(dòng)的一般概念 第二環(huán)節(jié) 通過(guò)彈簧振子的模型建立和 DIS 實(shí)驗(yàn)研究 認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征與規(guī)律 第三環(huán)節(jié) 通過(guò)音叉振動(dòng)及迭加的研究 深化對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解 七 教案示例七 教案示例 一 引入 一 引入 1 提問(wèn)討論 前面我們研究了哪些運(yùn)動(dòng) 這些運(yùn)動(dòng)各有什么特征 需要什么條件 2 導(dǎo)入新課 今天 我們來(lái)研究一種新的運(yùn)動(dòng) 第六章機(jī)械振動(dòng) A 節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 二 認(rèn)識(shí)機(jī)械振動(dòng) 二 認(rèn)識(shí)機(jī)械振動(dòng) 1 觀察現(xiàn)象 形成表象 讓學(xué)生帶著問(wèn)題觀看一段錄像 并用桌上器材演示幾個(gè)類似的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 2 思考討論 歸納概念 思考討論 這些運(yùn)動(dòng)有哪些共同點(diǎn) 物體為什么會(huì)做這樣的運(yùn)動(dòng) 歸納機(jī)械振動(dòng)的概 念及原因 3 討論想象 認(rèn)識(shí)條件 讓學(xué)生想象外力如何控制物體做機(jī)械振動(dòng)的 外力應(yīng)該有哪些特點(diǎn) 并在交流平臺(tái)上發(fā) 言 從討論發(fā)言中歸納得出機(jī)械振動(dòng)的受力條件 用心 愛(ài)心 專心 4 分析討論 重構(gòu)位移 演示 小球在斜面間往返位移 S 變化的動(dòng)畫 沿用運(yùn)動(dòng)學(xué)的定義 用起點(diǎn)指向終點(diǎn)的位移 S 來(lái)表示物體的位置及其變化 則當(dāng)小球從 一側(cè)到另一側(cè)時(shí) S 的大小方向?qū)l(fā)生復(fù)雜的變化 演示 小球在斜面間往返 離開(kāi)平衡位置位移 X 的變化 由此約定 研究機(jī)械振動(dòng) 如果沒(méi)有別的說(shuō)明 都以平衡位置作起點(diǎn)的位移表示物體經(jīng) 過(guò)的位置 稱之為離開(kāi)平衡位置的位移 用 X 表示 三 探究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 三 探究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 1 1 自主探究水平彈簧振子的運(yùn)動(dòng) 自主探究水平彈簧振子的運(yùn)動(dòng) 播放視頻 水平彈簧振子及其運(yùn)動(dòng) 學(xué)生 分組操作水平彈簧振子運(yùn)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)課件 定性研究彈簧振子一次全振動(dòng)的位移 X 回復(fù)力 F 加速度 a 和速度 v 的變化情況并在網(wǎng)絡(luò)上提交研究結(jié)果 交流 隨機(jī)展開(kāi)幾組學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上提交的研究結(jié)果 讓學(xué)生面向全班交流探究得到的 結(jié)果 2 2 實(shí)驗(yàn)研究豎直彈簧振子的運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)研究豎直彈簧振子的運(yùn)動(dòng) 1 裝置介紹 略 2 原理講解 演示 力傳感器測(cè)豎直彈簧振子回復(fù)力原理分析動(dòng)畫 分析 傳感器為什么測(cè)得的是回復(fù)力 實(shí)驗(yàn) 采集位移 力的數(shù)據(jù) 繪位移圖像和力的圖像 4 分析討論 x t圖像 用正弦函數(shù)來(lái)擬合 計(jì)算機(jī)找出的正弦圖像與得到的x t圖像幾乎完全重合 誤差極 小 彈簧振子的x t圖像的確是正弦或余弦函數(shù)圖像 F x圖像 對(duì)F x圖像作線性擬合 計(jì)算機(jī)找出的一次函數(shù)圖像與得到F x圖像也幾乎重合 但 圖像不經(jīng)過(guò)x 0 的點(diǎn) 為什么 分析討論 實(shí)驗(yàn)中的位移 都是距離位移傳感器的位移 前面得出的 F KX 結(jié)論 位 移 X 都是距離平衡點(diǎn)的位移 F x圖橫軸上F 0 的點(diǎn)即平衡點(diǎn) 如果將位移的起點(diǎn)改為這 用心 愛(ài)心 專心 個(gè)平衡點(diǎn) 在圖像上即是讓縱軸經(jīng)過(guò)它 F x 圖像即為標(biāo)準(zhǔn)的F kx圖像 因此 豎直彈簧振子與水平彈簧振子一樣 回復(fù)力F與位移x 離開(kāi)平衡位置的位移 的大小也成正比 方向相反 同理 將上面x t圖像位移的起點(diǎn)由傳感器的位置改為平衡點(diǎn) x t 圖像就會(huì)變成 我們熟悉的那種正弦或余弦函數(shù)的圖樣 3 3 了解彈簧振子的運(yùn)動(dòng)與其它振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系 了解彈簧振子的運(yùn)動(dòng)與其它振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系 用聲音分析軟件探測(cè)樂(lè)音和噪聲的振動(dòng)圖像 并演示音叉的振動(dòng)圖像 與彈簧振子的振 動(dòng)圖像對(duì)比 并用音叉的振動(dòng)迭加樂(lè)音的振動(dòng) 4 4 歸納總結(jié) 形成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律 歸納總結(jié) 形成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律 從彈簧振子與其它振動(dòng)