23簡諧運動的回復力和能量教學設計-高二上學期物理人教版選擇性2

教學設計學科：物理課題：2.3簡諧運動的回復力與能量年級：姓名：課題人教版選擇性必修一第二章第3節(jié)：簡諧運動的回復力與能量科目物理年級高二年級課時一課時課表分析本節(jié)內(nèi)容屬于人教版選擇性必修一模塊中“機械振動與機械波”主題，《普通高中課程標準了解波動的特征，為深入學習和研究電磁波打好基礎。”教材分析學情分析核心素養(yǎng)：1.科學思維：（1）通過實例分析，理解回復力的概念及性質(zhì)。(2)通過對彈簧振子模型的分析，理解簡諧運動的規(guī)律(位移、回復力、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動的能量轉(zhuǎn)化。2.科學探究（1）會利用回復力的知識來判斷物體的運動是否是簡諧運動。（2）通過對彈簧振子的運動和能量的分析，能定性地說明彈簧振子系統(tǒng)的機械能守恒，形成能量觀和運動觀。3.科學責任與態(tài)度在實驗過程和理論推導過程中，做到認真規(guī)范，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。教學重點掌握簡諧運動的動力學特征，明確回復力的概念．教學難點理解簡諧運動過程中位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。教法、學法教學資源多媒體課件、多種玩具小車、水平彈簧振子，簡諧運動掃描儀等。教學流程設計教學環(huán)節(jié)教學活動設計意圖預習檢查檢查學生的導學案，并大致講解。（一）、簡諧運動的回復力1．回復力(1)定義：振動質(zhì)點受到的總能使其回到的力．(2)方向：指向．(3)表達式：F＝.（二）、簡諧運動的能量1．振動系統(tǒng)(彈簧振子)的狀態(tài)與能量的對應關系，彈簧振子運動的過程就是和互相轉(zhuǎn)化的過程．(1)在最大位移處，動能，勢能．(2)在平衡位置處，動能，勢能．2．簡諧運動的能量特點：在簡諧運動中，振動系統(tǒng)的機械能守恒，而在實際運動中都有一定的能量損耗，因此簡諧運動是一種的模型．充分了解學生的預習情況，方便教學。新課導入復習:物體做簡諧運動時，位移與時間遵從什么規(guī)律?學生回答：正弦函數(shù)思考：下圖中三個物體哪個做簡諧運動？如何判斷？引發(fā)學生思考；再次提醒學生簡諧運動中位移與時間的關系。讓學生用簡諧運動掃描儀完成其圖片，獲得學習物理的成就感。學生觀看簡諧運動的位移時間圖像，對前面所學的知識點進行加深，知道如何從運動學的角度分析物體是否做簡諧運動。同時拋出問題：如何從動力學的角度分析物體是否做簡諧運動呢？通過觀看小實驗并回答問題吸引學生學習新知識的興趣。新課教學一、簡諧運動的回復力探究活動一：分析A、B、C、D四點的受力情況和位移及合力的效果觀察彈簧振子的運動，并嘗試做出以下A、B、C、D四個點的回復力方向和位移方向？彈簧振子的力有什么特點？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。安排學生活動請閱讀課文，根據(jù)上述討論，總結一下回復力的概念：1.定義:使物體在平衡位置做往復運動的力。2.來源：回復力可以是彈力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一個力，或幾個力的合力,或者某個力的分力.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。探究活動二：分析兩圖中A、B、C的回復力情況學生通過個人探究、小組合作、老師講解，進一步加深其對回復力的理解。同時，教師拋出問題：物體在做簡諧運動的過程中，其受的回復力大小到底跟什么有關系呢?探究活動三：推導合外力與位移的關系學生通過分析得到：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動，那么x還是彈簧的形變量嗎？學生對下圖進行受力分析推導其關系式：教師引導學生分析，得到x不是彈簧的形變量，而是指物體做簡諧運動的位移。安排學生活動;引導學生分析總結回復力的大小和公式，并板書5.大小:F=kx負號表示回復力方向始終與位移方向相反。通過分析總結，形成共識：對一般的簡諧運動，由于回復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小球沿斜面拉下一段距離，然后松開。假設空氣阻力可忽略不計，試證明小球的運動是簡諧運動。解答過程：教師拋出問題：我們知道回復力的知識點，那么彈簧振子在水平方向做簡諧運動過程中能量如何變化呢？二、簡諧運動的能量探究活動四：簡諧運動中各個物理量的變化規(guī)律教師引導學生進行分析總結：彈簧振子做簡諧運動過程中所存在的規(guī)律;位移、回復力、加速度x三者同步變化,與速度的變化相反。把握兩個特殊位置：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.兩個過程:動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能不變。最后用這個小游戲總結學生的學習情況，進一步激發(fā)學生的學習興趣：【典例2】圖1為水平方向的彈簧，一端固定，另一端栓結一個小球，在水平橫桿上運動，摩擦均不計，彈簧原長位置為B點，A和C為左右兩邊的運動最遠點，以B點為坐標原點，該運動位移時間圖像如圖2，則（）A．AC距離為5cm B．從A到C的時間為6秒C．從B到C做勻減速運動D．從C到B彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能【典例3】(多選)把一個小球套在光滑細桿上,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動,它圍繞平衡位置O在A、B間振動,如圖所示,下列結論正確的是()A.小球在O位置時,動能最大,加速度最小B.小球在A、B位置時,勢能最大,加速度最大C.小球從A經(jīng)O到B的過程中,回復力一直做正功D.小球從B到O的過程中,振動的能量不斷增加通過對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。學生總結，教師進行板書，加強學生記憶。通過探究活動二，加深學生對物體回復力的定義、來源、效果、方向等知識的理解。通過探究活動三，引導學生總結回復力的大小影響因素，推出回復力的公式。通過講解例題1反饋學生學習新知識的情況通過完成探究活動四，總結物體做簡諧運動時位移、回復力、加速度、動能、勢能、機械能等變化情況。通過例題2和例題3的講解反饋學生學習情況作業(yè)設計1.對今天所講的知識點進行復習，并完成導學案后面的三個小題；2.總結自己存在的問題，方便下節(jié)課進行講解；3.做好預習工作——第二節(jié)《全反射》。通過預習了解光的全反射等知識，同時完成相應的作業(yè)，鞏固所學知識點。板書設計通過板書讓學生理解這節(jié)課的重點和難點，進一步加深學生對所學知識點的理解。課后反思概念教學是物理教學的難點，光的折射概念是光學中