2.1簡諧運動教學設計

“教學評”一體化教學設計課時設計課題簡諧運動課型新授課eq\o\ac(□,√)復習課□試卷講評課□其他課□授課班級授課時間教學內(nèi)容分析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。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；通過列舉生活中的多個實例，通過讓學生歸納共同點來引出機械振動的概念；而后運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——彈簧振子，研究彈簧振子在理想條件下的振動，從而從運動學的角度認識彈簧振子。通過實驗得到彈簧振子的位移-時間圖像；再通過數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)彈簧振子的位移-時間圖像時正弦函數(shù)。簡諧運動可以根據(jù)運動學和動力學特征分別進行定義，本節(jié)根據(jù)運動學特征給出了簡諧運動的定義。學習者分析高二的學生已具有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，但在大小和方向都做周期性變化的力的作用下的物體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；很難對較為復雜的運動有清晰的認識。為此，如何幫助他們建立合理的簡諧運動情景是教學的關鍵。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、討論應用描點、描跡法、驗證法、擬合法、類比法等科學方法得出初步的簡諧運動規(guī)律，然后再次通過觀察、思考、討論得出正確而科學的結論。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)展提供必要的訓練。

基于以上課標分析、教材內(nèi)容分析和學情分析，確定本節(jié)課的教學重點和教學難點：【教學重點】：形成簡諧運動的概念和認識它的位移-時間圖像?！窘虒W難點】：彈簧振子理想化模型的構建和簡諧運動位移與時間函數(shù)關系。教學目標與核心素養(yǎng)物理觀念：①知道機械振動是機械運動的另一種形式，知道機械振動的概念；②知道什么是彈簧振子，明確彈簧振子是理想化的物理模型；③認識簡諧運動的位移-時間圖。?？茖W思維：①會運用理想化方法建構彈簧振子模型；②通過觀察、分析和推理，會證明彈簧振子的位移-時間圖像是正弦曲線?？茖W探究：經(jīng)歷探究簡諧運動規(guī)律的過程，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點、形成結論?？茖W態(tài)度與責任：①通過彈簧振子位移隨時間變化規(guī)律的研究，體會實事求是的科學態(tài)度與科學精神；②聯(lián)系生活實際，拓展視野，進一步形成對科學和技術應有的正確態(tài)度和責任感。；教學準備多媒體課件、導學案、視頻?；顒釉O計教學內(nèi)容教師活動學生活動評價任務知識回顧（導學案，要求學生課前完成）設置情景引入活動情境生活中的運動實例：視頻1：小球由靜止釋放——自由落體、水平拋出小球——平拋、線拉住在水平面內(nèi)轉動——勻速圓周運動實驗1：揮動手臂、扇子扇動、拍打籃球視頻2：擊打身體的按摩捶、蹦極、鐘擺的擺動1、問題1：視頻2、實驗中物體的運動跟視頻1中物體運動對比有什么不同之處，它們有什么共同特點？教師:引導學生構建機械振動概念。思考，討論并回答問題學生活動：觀察對比現(xiàn)象、提煉共同點。通過視頻、實驗展示生活中的情境，引導學生進行觀察、對比，發(fā)現(xiàn)新的運動特點；由此構建機械振動概念，發(fā)展對比、類比、歸納等科學思維；又能體會物理學跟深化科技息息相關。探索新知：知識點一：構建彈簧振子模型通過觀察彈簧振子運動的演示視頻，引入新課。安排學生閱讀教材內(nèi)容安排學生閱讀教材內(nèi)容1、演示觀察：（1）學生觀察演示實驗：無氣墊導軌和有氣墊導軌下彈簧小球的運動?，F(xiàn)象：無氣墊導軌的彈簧小球很快停下。有氣墊導軌的小球幾乎等幅振動。2、問題：（1）要想讓小球完成機械振動需要消除誰的影響？（2）研究問題從簡單到復雜，為了研究方便，對彈簧和振動物塊有什么要求？探究彈簧振子位移隨時間變化規(guī)律視頻1：小球由靜止釋放——勻變速直線運動運動學角度：測出速度隨時間變化規(guī)律、測出位移隨時間做二次函數(shù)變化規(guī)律、測出加速度，加速度恒定的直線運動問題：現(xiàn)在我們先從運動學角度研究彈簧振子的振子做什么性質(zhì)的運動；測量哪個運動物理量隨時間變化關系較為方便？如何測量？給出振動位移概念：指由平衡位置指向某一振動位置的有向線段。（注意矢量方向的選取和表示方法，以彈簧振子為例）。頻閃照相和手機連拍獲得各時刻振子的位置圖像（如右圖），也可以獲得各時刻振子相對平衡位置位移的表格。問題：如何直觀的分析各時刻振子的位移隨時間變化的規(guī)律？分組討論并交流形成彈簧振子模型：彈簧振子是一種理想化模型，需要滿足①忽略摩擦力②忽略彈簧質(zhì)量③小球看成質(zhì)點這三個條件。經(jīng)過學生小組討論、交流，從實際的物體運動中抽象、簡化出基本模型（科學思維、科學態(tài)度與責任）。學生交流：動力學角度：只受重力學生分組討論：如何測量位移隨時間變化關系。學生分組討論：小組合作交流，通過建立坐標系、描點得到位移---時間圖像。引導學生將實際問題中的對象和過程轉化程理想模型，從而讓學生的思維得到提高應用類比法，從動力學、運動學角度研究物體的運動性質(zhì)（科學思維）討論如何測量位移隨時間變化關系，調(diào)用學生已有的實驗探究知識對振子運動進行觀察、分析、推理、實驗操作等方式的合作學習（科學思維、科學探究）探索新知：知識點二：簡諧運動安排學生閱讀教材內(nèi)容.探討位移--時間圖像特點問題：作出的圖像像什么函數(shù)的圖線？如何驗證我們的猜想？給出簡諧運動概念：如果質(zhì)點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像是一條正弦曲線，這樣的振動成為簡諧振動。學生分組討論：猜是正弦函數(shù)的圖線可以根據(jù)圖像上的各時刻位移數(shù)據(jù)與x＝Asinωt進行驗證。對位移隨時間變化的特點、規(guī)律進行猜想、驗證、類比，構建簡諧運動模型與概念（科學思維、物理觀念）。課堂練習1.某一彈簧振子的振動圖象如圖所示，則由圖象判斷下列說法正確的是（）A．振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB．1s到2s的時間內(nèi)振子向平衡位置運動C．2s時和3s時振子的位移相等，運動方向也相同D．振子在2s內(nèi)完成一次往復性運動2．簡諧運動屬于下列運動中的()A．勻速直線運動B．勻加速直線運動C．勻變速直線運動D．非勻變速直線運動課堂小結利用思維導圖引