高二物理（人教版科教版通用）簡諧運動教案

教案教學基本信息課題簡諧運動學科物理學段：學段3年級高二教材書名：普通高中教科書物理選擇性必修1出版社：人民教育出版社出版日期：2010年4月教學設(shè)計參與人員姓名單位聯(lián)系方式設(shè)計者黃春華北京匯文中學實施者黃春華北京匯文中學指導者張思宇東城教師研修中心課件制作者黃春華北京匯文中學其他參與者教學目標及教學重點、難點教學目標：物質(zhì)觀：從力和運動的關(guān)系的角度認識簡諧運動的特征，進一步深化對質(zhì)點運動的認識，發(fā)展運動和相互作用觀念及能量觀念。通過分析彈簧振子的運動，深化對位移、速度、加速度、機械能等重要物理概念的認識，并能用圖像描述運動的位移與時間的關(guān)系?？茖W思維：在研究彈簧振子這個理想化模型時，讓學生經(jīng)歷模型建構(gòu)的過程，發(fā)展學生的建模能力?？茖W探究：探究簡諧運動的位移時間圖像的特征，發(fā)展科學探究能力?？茖W態(tài)度與責任：通過查閱知網(wǎng)資料等方式，了解振動技術(shù)在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)等多方面的應用，體會基礎(chǔ)科學的重大發(fā)現(xiàn)在工業(yè)革命和社會發(fā)展中的作用。教學重點：讓學生體會物理學的方法。根據(jù)分析彈簧振子的動力學特征，引出用彈簧振子的運動學特征來定義簡諧運動，進而介紹描述簡諧運動的物理方程，并描述其變化規(guī)律。教學難點：用參考圓研究彈簧振子的運動規(guī)律。教學過程(表格描述)教學環(huán)節(jié)主要教學活動設(shè)置意圖新課引入新課教學小結(jié)知識拓展板書復習回顧引導學生找到物理學的研究方法：研究物理問題的主要思路和方法是從簡單到復雜，從特殊到一般，而在研究物理實際問題時還常常需要建立物理的理想模型。比如質(zhì)點模型。今天我們要研究的簡諧運動具有哪些特點呢？一. 機械振動物體或物體的某一部分在某一位置兩側(cè)所做的往復運動叫機械振動，通常簡稱為振動，這個位置稱為平衡位置。生活中我們可以利用機械振動。在醫(yī)學領(lǐng)域可以利用振動制作出機械振動排痰儀，服務于患者。我們還可以從知網(wǎng)上查閱到很多有關(guān)振動應用的論文。這是心臟跳動的曲線、這是聲帶的振動曲線、這是東西方向及南北方向地震曲線，這是彈簧振子振動曲線?？梢钥闯鰪椈烧褡拥恼駝忧€是最簡單的周期性振動曲線，我們就從彈簧振子開始研究。什么是彈簧振子呢？彈簧與小球的實際運動把一個有小孔的小球連接在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球套在光滑的桿上，能夠自由滑動。彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略。小球運動時空氣阻力很小，也可以忽略。我們把小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子，有時也簡稱為振子。忽略小球和水平桿之間的摩擦，忽略小球運動時的空氣阻力，忽略彈簧的質(zhì)量，小球可看成質(zhì)點，這樣我們把小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子，有時也簡稱為振子。彈簧振子是(理想化模型)。我們一起研究彈簧振子的運動。分析彈簧振子的動力學特征：位移、力、加速度、速度的變化。請看視頻：我們?nèi)∠蛴覟檎较?，用頻閃儀每隔0.05s閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，從而得到閃光時小球的位置，相鄰兩個位置之間的時間相隔為0.05s得到位移隨時間隨時間變化的圖像，很像是正弦曲線，它是正弦曲線嗎？分析豎直彈簧振子運動情況。請看視頻：從實驗中我們可以看到：小球做勻速圓周運動的投影和彈簧振子運動的投影在任何時間都幾乎相同，太重大的發(fā)現(xiàn)了！這樣我們就可以通過勻速圓周運動來研究彈簧振子的運動了，我們借助參考原來研究彈簧振子的運動。若我們從任意角度??開始計時，則就可以得到x=Asin(ωt+φ），這就是簡諧運動的位移-時間方程。我們換一個角度看，如果光線從正上方投射下來，用參考圓的辦法也能得到水平彈簧振子位移與時間關(guān)系也滿足正弦函數(shù)關(guān)系，x-t圖象也是一條正弦曲線。任一個方向投射都滿足這個關(guān)系。三.簡諧運動1.概念：如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（x-t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動是一種做簡諧運動。2.表達式：x=Asin(ωt+??）通過這節(jié)課的學習，我們研究了機械振動中最簡單最基本的振動——簡諧運動，它是我們研究復雜振動的基礎(chǔ)，研究機械振動以后就可以研究機械波了，而機械振動機械波又是我們研究交流電、無線電波、光波等知識的基礎(chǔ)，也是未來研究聲學、光學、電工學、無線電學、自動控制等科學技術(shù)部門的理論基礎(chǔ)。思考：輕質(zhì)彈簧，不計一切阻力，下列物體是否做簡諧運動？請你分析它們的受力情況，找到回復力與位移關(guān)系，并從能量守恒角度分析系統(tǒng)動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。簡諧運動一.機械振動物體或物體的某一部分在某一位置兩側(cè)所做的往復運動叫機械振動，通常簡稱為振動，這個位置稱為平衡位置。二.彈簧振子(理想化模型)把一個有小孔的小球連接在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球套在光滑的桿上，能夠自由滑動。彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略。小球運動時空氣阻力很小，也可以忽略。我們把小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子，有時也簡稱為振子。三.簡諧運動1.概念：如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（x-t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動是一種做簡諧運動。2.表達式：x=Asin(ωt+??）讓學生體會物理學的研究方法。引導學生從各種復雜的振動中找出共性和規(guī)律。引領(lǐng)學生明確機械振動的概念。提高學生查閱資料能力引領(lǐng)學生學會從復雜的問題中抽出簡單的問題。提高學生分析問題解決問題能力。引領(lǐng)學生體會物理理想模型是建立在物體實際運動基礎(chǔ)之上的。提高學生的建模能力讓學生體會建模的方法。引領(lǐng)學生清晰彈簧振子的運動過程及物理量之間的變化，清楚理解彈簧振子的往復運動是一個復雜運動。提高學生分析問題的能力。觀看視頻，理解彈簧振子振動特點。提高學生理論聯(lián)系實際能力。學生理解研究運動軌跡可以用頻閃儀照相。并引起學生對簡諧運動的思考使學生知道用現(xiàn)代技術(shù)手段可以幫助我們研究物理問題。學生一起分析數(shù)值彈簧振子運動特點，清楚它的運動是一個復雜運動。為引入?yún)⒖紙A的研究方法找到突破口。學生通過視頻“親眼所見”實驗現(xiàn)象。學生學習研究復雜運動的思路和方法。讓學生體會尋找證據(jù)的思想。幫助學生尋找解決問題的思路和方法。引領(lǐng)學生從數(shù)學、物理角度探討復雜問題的解決方案，得到研究結(jié)果。提高學生研究物理問題能力。學生與教師一起