《簡諧運動》教學(xué)設(shè)計

1、學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載簡諧運動教學(xué)設(shè)計江蘇省溧陽中學(xué) 狄云峰教學(xué)內(nèi)容及對象分析 本節(jié)是人教版全日制普通高級中學(xué)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(fù)雜的機械運動，振動的知識在實際生活中有很多應(yīng)用（如心電圖、核磁共振儀、地震儀、鐘擺等） ，可以使學(xué)生聯(lián)系實際，擴大知識面；同時，也是以后學(xué)習(xí)波動知識的基礎(chǔ)。因此，學(xué)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(fù)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(xué)的運動學(xué)和動力學(xué)知識的理解；通過已學(xué)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(xué)和對簡諧運動規(guī)律的分析，幫助學(xué)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(xué)生已具有一定的運動學(xué)和動力學(xué)的基本知識，對高中物理的學(xué)習(xí)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(xué)生只習(xí)慣于運動模式較為單一的情況，很難對較為復(fù)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(xué)的關(guān)鍵。心理學(xué)研究表明，在學(xué)生的學(xué)習(xí)中調(diào)動眼、耳、口等各種感覺器官

3、共同參與學(xué)習(xí)過程，則學(xué)習(xí)效率將得到極大的提高；而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論所要求的學(xué)習(xí)環(huán)境必須具備的基本要素是“情景創(chuàng)設(shè)”、“協(xié)商會話”和“信息資源提供” 。為此在課堂教學(xué)上首先通過實驗演示給學(xué)生以直觀的感受，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的良好情景；再引導(dǎo)學(xué)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(shè)計科學(xué)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(xué)生提供科學(xué)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(xué)的結(jié)論。由此培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、空間想象能力、協(xié)同學(xué)習(xí)的能力和科學(xué)的思維能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變得輕松而高效，并且同步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展提供必

4、要的訓(xùn)練。教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo)：1 知道什么是機械振動及其產(chǎn)生條件；理解回復(fù)力的含義；2 理解簡諧運動的條件，學(xué)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(fù)力和加速度的變化規(guī)律。（二）能力目標(biāo)：1 通過對物理現(xiàn)象的觀察、分析、討論和歸納，培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的科學(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)習(xí)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(biāo)：1 回復(fù)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(xué)方法。教學(xué)重點、難點、及解決方法 （一）重點：1 簡諧運動回復(fù)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(xué)和動力學(xué)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(fù)習(xí)運動學(xué)、動力學(xué)相關(guān)知識；2 采用實驗演示、列表對比等為學(xué)生的

6、學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)真實情景；3 應(yīng)用多媒體模擬動態(tài)過程，為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)模擬真實情景，增強直觀感受；4 引導(dǎo)學(xué)生觀察思考討論歸納，積極參與，積極思維，自主學(xué)習(xí)。教學(xué)媒體設(shè)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(xué)方式；2 選擇的理論依據(jù)： 授課的過程是授課者和學(xué)習(xí)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(xué)生傳遞某一學(xué)科知識 （教學(xué)內(nèi)容） ；二是促進學(xué)生有效的學(xué)習(xí)。而學(xué)生面對教學(xué)信息， 必然有兩種反應(yīng)： 一是接受反應(yīng)， 它表現(xiàn)為學(xué)生對教師傳授信息的理解程度； 二是構(gòu)成反應(yīng)， 它表現(xiàn)為學(xué)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(yīng)是教學(xué)的目的和期望所在，而

7、計算機輔助教學(xué)方式能夠更有效的幫助提高期望值。因為在這種教學(xué)模式下， 計算機作為一種先進的教學(xué)媒體， 只是教師進行教學(xué)的一種手段。所使用的課件依據(jù)教學(xué)要求編制， 內(nèi)容的選擇是跳躍的、 不連貫的， 只是借助教學(xué)軟件的幫助將教學(xué)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(xué)生的面前， 在需要應(yīng)用時加以調(diào)用， 這樣教師的主導(dǎo)地位并沒有改變，作為教學(xué)的組織者和引導(dǎo)者，并不受到“做死了”的、 “面面俱到”的現(xiàn)成教學(xué)課件的束縛， 可以根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行調(diào)整； 另一方面， 通過多媒體課件的應(yīng)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(xué)生積極參與教學(xué)過程，變“虛”為“實” ，降低了學(xué)生認識的難度，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，收到很好的教學(xué)效果。3 課件來源：自制儀器教具 氣墊導(dǎo)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(xué)過程及教學(xué)設(shè)計 學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)計課間休息 給學(xué)生以舒緩、優(yōu)美的音樂感播放世界名曲 受，一方面使學(xué)生得到良好的休息，另一方面為教學(xué)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(shè)真實情景，給學(xué)生以直觀感受。引導(dǎo)學(xué)生觀察運動的特點。新課教學(xué) 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(dǎo)學(xué)生注意和以往所學(xué)生討論、回答：來回運動，具有往復(fù)性 學(xué)運動形式的區(qū)別。提問：凡是往復(fù)運動都是振動嗎？如：人在教室里來回走 引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(fù)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(fù)運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。學(xué)生舉例，生活中的機械振動：水中的浮標(biāo)、風(fēng)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(xué)內(nèi)容進行對比，如：勻速直線運動合外力為零； 促進學(xué)生的思維理想和對知識的同化和順應(yīng)。 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(dǎo)軌上水平方向彈簧振子的運動。 實驗演示，提供真實情景。學(xué)生分析振子振動中的受力情況：重力、支持力、彈力學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)好資料 歡迎下載教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)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(dǎo)學(xué)生觀察思考。歸納： 回復(fù)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(fù)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(fù)力。回復(fù)力的特點 ：始終指向平衡位置。回復(fù)力的作用 ：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(fù)力的

12、作用。提問：豎直方向的彈簧振子和擺球運動的回復(fù)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(xué)生分析物體的受力情況，討論回復(fù)力的產(chǎn)生。結(jié)合學(xué)生的分析討論，用電腦模擬運動過程中的受力情況，給學(xué)生以動態(tài)的過程，深入理解回復(fù)力的特點以及回復(fù)力的產(chǎn)生。由重力和彈力的合力提供回復(fù)力由重力沿圓弧方向的分力提供回復(fù)力歸納：回復(fù)力是振動物體所受的指向平衡位置的合外力 ， 學(xué)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(fù)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(xué)習(xí)好資料 歡迎下載教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)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(xué)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(xué)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)軌上滑塊的振動水平方向彈簧振子簡諧運動中位移大小： 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(xué)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(fù)力：實驗演示：氣墊導(dǎo)軌上滑塊的運動學(xué)生分析：振動過程中所需要的回復(fù)力由彈簧的彈力提 根據(jù)前面所學(xué)，當(dāng)堂鞏固。供。學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)計F 回 kx動畫模擬： 簡諧運動過程中的回復(fù)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(xué)生討論，得出結(jié)論： 通過動力學(xué)分析和動畫模結(jié)論：簡諧運動過程中回復(fù)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(fù)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(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)好資料 歡迎下載教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)計回復(fù)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(xué)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(fù)力、加速度的方向始終指向平衡位置。2位移和回復(fù)力：大小同步，