《簡諧運動》教學設計

1、學習好資料 歡迎下載簡諧運動教學設計江蘇省溧陽中學 狄云峰教學內(nèi)容及對象分析 本節(jié)是人教版全日制普通高級中學教科書（試驗修訂本·必修） 物理第一冊、第九章機械振動第一節(jié)簡諧運動 。機械振動是較復雜的機械運動，振動的知識在實際生活中有很多應用（如心電圖、核磁共振儀、地震儀、鐘擺等） ，可以使學生聯(lián)系實際，擴大知識面；同時，也是以后學習波動知識的基礎(chǔ)。因此，學好此章內(nèi)容，具有承上啟下的作用。 簡諧運動是機械振動這一章中最基本而又最重要的一節(jié)，是全章的基礎(chǔ)。簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的一種運動形式，簡諧運動過程中的位移、回復力、加速度和速度均在做周期性的變化。正確理解簡諧運動過程中

2、各物理量的變化規(guī)律，可以加深對以往所學的運動學和動力學知識的理解；通過已學的運動形式的對比，可以更深入的比較各種條件下運動的變化情況。本節(jié)通過對機械振動的教學和對簡諧運動規(guī)律的分析，幫助學生建立在周期性外力作用下運動的基本概念。現(xiàn)階段高一的學生已具有一定的運動學和動力學的基本知識，對高中物理的學習要求和方法已具有一定的認識，但周期性變力作用下物體的運動還是第一次遇到，對這種運動模式的運動形式?jīng)]有抽象認識；同時，高一學生只習慣于運動模式較為單一的情況，很難對較為復雜的運動由清晰的認識。為此，如何幫助他們建立合理的簡諧運動情景是教學的關(guān)鍵。心理學研究表明，在學生的學習中調(diào)動眼、耳、口等各種感覺器官

3、共同參與學習過程，則學習效率將得到極大的提高；而建構(gòu)主義學習理論所要求的學習環(huán)境必須具備的基本要素是“情景創(chuàng)設”、“協(xié)商會話”和“信息資源提供” 。為此在課堂教學上首先通過實驗演示給學生以直觀的感受，創(chuàng)設學習的良好情景；再引導學生觀察、思考、討論得出初步的簡諧運動規(guī)律；最后通過電腦動畫設計科學的模擬出各種情況下的運動情景，動態(tài)的分析各個相關(guān)物理量的變化情況，給學生提供科學而豐富的信息資源，然后再次通過觀察、思考、討論得出正確而科學的結(jié)論。由此培養(yǎng)學生的觀察能力、空間想象能力、協(xié)同學習的能力和科學的思維能力，使學生的學習過程變得輕松而高效，并且同步培養(yǎng)學生自主學習的能力，為學生的可持續(xù)發(fā)展提供必

4、要的訓練。教學目標 （一）知識目標：1 知道什么是機械振動及其產(chǎn)生條件；理解回復力的含義；2 理解簡諧運動的條件，學會鑒別簡諧運動；3 掌握簡諧運動中相對于平衡位置的位移、速度、回復力和加速度的變化規(guī)律。（二）能力目標：1 通過對物理現(xiàn)象的觀察、分析、討論和歸納，培養(yǎng)學習物理的科學的方法；2 通過對簡諧運動的認識，培養(yǎng)對忽略次要因素、突出主要矛盾的理想化方法的應用；3 通過對彈簧振子振動的分析得出簡諧運動的一般規(guī)律性的結(jié)論， 培養(yǎng)“從個別到一般” 的科學思維和概括能力；4 分析簡諧運動過程中有關(guān)物理量的變化規(guī)律， 認識各物理量之間存在密切的相互關(guān)系， 培學習好資料 歡迎下載養(yǎng)邏輯思維、辨證思維

5、能力；5 正確識別機械振動和簡諧運動實例，提高聯(lián)系實際的能力。（三）德育目標：1 回復力和慣性這兩個矛盾的對立面是維持物體做簡諧運動的內(nèi)因，而阻力足夠小則是外因，矛盾的對立統(tǒng)一是和諧的自然法則；2 不同的運動形式遵循不同的運動規(guī)律，要切記具體情況具體分析；3 簡諧運動的簡諧美、對稱美既是一種審美觀，又是一種科學方法。教學重點、難點、及解決方法 （一）重點：1 簡諧運動回復力的特點；2 簡諧運動過程中相關(guān)物理量的變化規(guī)律。（二）難點：如何從已有得運動學和動力學的角度區(qū)分簡諧運動中位移、速度和加速度的變化規(guī)律。（三）解決方法：1 布置復習運動學、動力學相關(guān)知識；2 采用實驗演示、列表對比等為學生的

6、學習創(chuàng)設真實情景；3 應用多媒體模擬動態(tài)過程，為學生的學習創(chuàng)設模擬真實情景，增強直觀感受；4 引導學生觀察思考討論歸納，積極參與，積極思維，自主學習。教學媒體設計 1 選用媒體：常規(guī)媒體 +多媒體電腦，即多媒體輔助課堂教學方式；2 選擇的理論依據(jù)： 授課的過程是授課者和學習者之間完成知識信息轉(zhuǎn)移的過程。 教師向?qū)W生傳授知識的目的一是給學生傳遞某一學科知識 （教學內(nèi)容） ；二是促進學生有效的學習。而學生面對教學信息， 必然有兩種反應： 一是接受反應， 它表現(xiàn)為學生對教師傳授信息的理解程度； 二是構(gòu)成反應， 它表現(xiàn)為學生將理解的知識轉(zhuǎn)換為自我能力的程度。 顯然， 構(gòu)成反應是教學的目的和期望所在，而

7、計算機輔助教學方式能夠更有效的幫助提高期望值。因為在這種教學模式下， 計算機作為一種先進的教學媒體， 只是教師進行教學的一種手段。所使用的課件依據(jù)教學要求編制， 內(nèi)容的選擇是跳躍的、 不連貫的， 只是借助教學軟件的幫助將教學內(nèi)容中不易直觀形象表現(xiàn)出來的、 需要用大量語言和文字解釋的內(nèi)容通過多媒體形式非常具體形象的展現(xiàn)在學生的面前， 在需要應用時加以調(diào)用， 這樣教師的主導地位并沒有改變，作為教學的組織者和引導者，并不受到“做死了”的、 “面面俱到”的現(xiàn)成教學課件的束縛， 可以根據(jù)教學需要和學生學習情況進行調(diào)整； 另一方面， 通過多媒體課件的應用將原本非常抽象而不易理解的物理過程形象生動的表現(xiàn)出來

8、， 激發(fā)學生積極參與教學過程，變“虛”為“實” ，降低了學生認識的難度，提高了學生學習的興趣，收到很好的教學效果。3 課件來源：自制儀器教具 氣墊導軌、音叉、小槌、鋼片、水平方向和豎直方向的彈簧振子、單擺、電腦多媒體課件等 教學過程及教學設計 學習好資料 歡迎下載教學過程 教學設計課間休息 給學生以舒緩、優(yōu)美的音樂感播放世界名曲 受，一方面使學生得到良好的休息，另一方面為教學打下伏筆（所有發(fā)聲的物體都在振動） 。引入新課 實驗演示：水平方向、豎直方向彈簧振子和單擺的運動。 創(chuàng)設真實情景，給學生以直觀感受。引導學生觀察運動的特點。新課教學 一、機械振動：提問：上述物體的運動就是我們今天要研究的機

9、械振動， 通過觀察實驗現(xiàn)象， 討論得那么上述運動有什么特點呢？ 出結(jié)論，引導學生注意和以往所學生討論、回答：來回運動，具有往復性 學運動形式的區(qū)別。提問：凡是往復運動都是振動嗎？如：人在教室里來回走 引導學生再次觀察上述實動、人拍皮球時皮球的運動是否是振動？ 驗并與人的來回走動和皮球的學生討論并回答：物體振動時，必然在某一中心位置的兩 上下運動進行比較。側(cè)往復運動。教師：這一中心位置叫平衡位置。1機械振動 ：物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。學生舉例，生活中的機械振動：水中的浮標、風中晃動 理論聯(lián)系實際， 增強對機械的樹枝、 鐘擺的運動、 所有發(fā)聲的物體等等。 振

10、動的理解。親身感受：用手感受聲帶的振動，音叉的振動等。 親身感受，增強感性認識。2產(chǎn)生振動的條件：提問：上述物體為什么會作振動？回憶：物體的運動與受力情況和初速度的關(guān)系緊密相關(guān)。 與以前所學內(nèi)容進行對比，如：勻速直線運動合外力為零； 促進學生的思維理想和對知識的同化和順應。 平 拋 運 動 只受重力作用，初速度水平；勻速圓周運動合外力大小不變，方向始終指向圓心。結(jié)論：物體的運動變化和所受外力緊密相關(guān)。實驗演示：氣墊導軌上水平方向彈簧振子的運動。 實驗演示，提供真實情景。學生分析振子振動中的受力情況：重力、支持力、彈力學生討論：重力和支持力平衡，振子的運動由彈簧彈力造 掌握科學方法， 突出主要矛

11、成。 盾，忽略次要矛盾?，F(xiàn)象觀察：（電腦模擬展示）學習好資料 歡迎下載教學過程 教學設計振子在平衡位置左側(cè)時，彈力向右； 動畫模擬真實情景， 動態(tài)展振子在平衡位置右側(cè)時，彈力向左； 示彈力的變化情況。彈簧的彈力總指向平衡位置。引導學生觀察思考。歸納： 回復力 ：振動物體離開平衡位置后就要受到指向平 師生討論得出回復力的概衡位置的力的作用，使振動物體返回平衡 念、特點和作用。位置，這樣的力叫做回復力?；貜土Φ奶攸c ：始終指向平衡位置?；貜土Φ淖饔?：使振動物體回到平衡位置。 （振動物體遠離平衡位置時，使物體做減速運動；振動物體向平衡位置運動時，使物體做加速運動。 ）（1）條件一：物體受到回復力的

12、作用。提問：豎直方向的彈簧振子和擺球運動的回復力由誰提 前后聯(lián)系， 增強課堂的完整供？ 性。電腦模擬展示動態(tài)過程：學生分析物體的受力情況，討論回復力的產(chǎn)生。結(jié)合學生的分析討論，用電腦模擬運動過程中的受力情況，給學生以動態(tài)的過程，深入理解回復力的特點以及回復力的產(chǎn)生。由重力和彈力的合力提供回復力由重力沿圓弧方向的分力提供回復力歸納：回復力是振動物體所受的指向平衡位置的合外力 ， 學生根據(jù)上述分析討論得是根據(jù)效果命名的效果力?？梢杂?某一個力、某 出回復力的確切含義。幾個力的合力或某個力的分力 提供。（和向心力進行比較） 通過比較， 前后貫通， 加深學習好資料 歡迎下載教學過程 教學設計理解。提問

13、：在實際生活中的振動最后都會停止，為什么？ 聯(lián)系實際，增強感性認識。學生回答：要受到阻力的作用。實驗演示：擺球在空氣中和水中振動。 實驗演示，提供真實情景。提問：有什么區(qū)別？為什么？學生觀察并回答：水中阻力大，振動次數(shù)少；空氣中阻力 討論得出結(jié)論。小振動次數(shù)多。（2）條件二：阻力足夠??；二、簡諧運動研究振動要從最簡單、最基本的振動著手，這種振動叫做簡諧振動（ 振動過程中所受阻力為零 ）。實驗演示：氣墊導軌上滑塊在彈簧作用下的振動。 實驗演示，提供真實情景?；瑝K所受的阻力可以忽略不計，彈簧的質(zhì)量比滑塊小 忽略次要矛盾，突出主要矛盾，得多，也可忽略不計，這樣的系統(tǒng)稱之為彈簧振子。 是科學研究的常用

14、方法。1簡諧振動的位移對平衡位置的位移：實驗演示，提供真實情景。 實驗演示：氣墊導軌上滑塊的振動水平方向彈簧振子簡諧運動中位移大?。?振子離開平衡位置的距離。根據(jù)實驗演示，討論得出位方向：由平衡位置指向物體所在位置。移的大小、方向，并與以前所學電腦展示振子運動過程中位移的變化情況。的位移概念進行區(qū)別。電腦模擬展示動態(tài)變化過程，增強感性認識。2簡諧運動中的回復力：實驗演示：氣墊導軌上滑塊的運動學生分析：振動過程中所需要的回復力由彈簧的彈力提 根據(jù)前面所學，當堂鞏固。供。學習好資料 歡迎下載教學過程 教學設計F 回 kx動畫模擬： 簡諧運動過程中的回復力和位移之間的關(guān)系。 電腦動態(tài)模擬，增強感性認

15、識學生討論，得出結(jié)論： 通過動力學分析和動畫模結(jié)論：簡諧運動過程中回復力與位移大小成正比，擬，自然得出結(jié)論。方向與位移方向相反。（ F回 kx 是判斷一個振動是否為簡諧運動的依據(jù)。 ）3簡諧運動的規(guī)律：簡諧運動中位移、 回復力、 加速度和速度的大小和方向均無時不刻不在變化，它們的變化具有什么樣的規(guī)律呢？學生根據(jù)實驗現(xiàn)象思考討論。動畫模擬：分別展示彈簧振子在振動過程中 x、F、a、v 的大小和方向變化情況： 討論、思考的基礎(chǔ)上用電腦進行模擬展示，使學生的學習效果提高。逐步完成表格：振子的 AO OA AO OA運動 方向 大小 方向 大小 方向 大小 方向 大小位移 x OA 變小 OA 變大 OA 變小 OA 變大學習好資料 歡迎下載教學過程 教學設計回復力 F AO 變小 AO 變大 AO 變小 AO 變大加速度 a AO 變小 AO 變大 AO 變小 AO 變大速度 v AO 變大 OA 變小 AO 變大 OA 變小學生比較、討論得出結(jié)論。結(jié)論：1位移方向始終由平衡位置指向物體所在位置；回復力、加速度的方向始終指向平衡位置。2位移和回復力：大小同步，