高中物理《简谐运动》优质课教案、教学设计

选修3-4 11.1《简谐运动》教学设计

一、本节教材分析

简谐运动是最简单、最基本、最有规律性的机械振动，通过学习，使学生既了解到机械振动的基本特点，又体会到振动这种运动形式较直线运动、曲线运动都要复杂.

在本节教材中研究弹簧振子的振动情况时，忽略了摩擦力和弹簧的质量，应让学生认真

领会这种理想化的方法.

二、教学三维目标

（一）知识与技能

1.知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，了解简谐运动的若干实例.

2.理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况.

3.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动.

（二）过程与方法

1.通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观点来分析问题.

2.本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法.

(三) 情感态度与价值观

1.通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动.

2.通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系

三、教学重点

1.什么是简谐运动.

2.简谐运动中回复力的特点.

3.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律.

四、教学难点

物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律.

五、教学方法

1.关于机械振动概念的得出，采用实验演示、多媒体展示、阅读、归纳等综合教法.

2.关于弹簧振子和简谐运动规律的教学，采用多媒体模拟展示，结合运动学、动力学相关公式推导表对比等教学方法.

六、教学过程设计

首先用多媒体出示本节课的教学目标

（一）同学们观察动画: 蝴蝶翅膀的振动，小提琴发声实验演示：弹簧的下面挂着一个小球，拉动小球时，小球的运动

提出问题：（让学生思考并回答）

1、蝴蝶翅膀的振动和小球的运动有什么共同特点？（都在平衡位置附近做往复运动）

2、它们为什么会做这样的运动？（受到外力的作用）

从而得出机械振动的概念：

物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称振动。

用多媒体演示：水平方向连接弹簧的小球和物块的振动

提出问题（让学生思考并回答）

1.小球和物块谁振动的时间长，为什么？（物块振动的时间长。小球受到摩擦阻力大，物块受到摩擦阻力小）

2.如果物块受到的摩擦阻力更小，其结果如何？（振动的时间会更长）

3、如果摩擦阻力忽略不计，弹簧的质量也忽略，结果如何？（将一直振动下去）

从而得出弹簧振子是个理想化的物理模型。它理想就理想在：

1、物块与水平面间的摩擦忽略不计

2、弹簧的质量比物块的质量小得多也忽略不计

(二) 多媒体演示横向弹簧振子

提出问题：弹簧振子为什么会做这样的往复运动呢？

通过受力分析，让学生总结出：振子在竖直方向上受到的重力和支持力相互平衡，所以影响振子运动的只有弹簧弹力弹力的方向始终指向平衡位置，它的作用就是使振子返回到平衡位置。

根据作用效果把它叫做回复力

（三）再次演示横向弹簧振子的运动

提出问题：（学生思考并回答问题）

振子在振动过程中，回复力和位移有什么样的关系？

通过分析得出：

1、回复力的方向与位移的方向始终相反，并且总是指向平衡位置

2、回复力的大小与位移的大小成正比

从而得到：F=-kX 这个关系式在物理学中叫做胡克定律。

进而得出简谐运动的概念:

物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动

让学生分析得出:简谐运动的条件: F=-kx

(四)用多媒体展示简谐运动的几个实例:

①音叉叉股上各点的振动是简谐运动

②弹簧片上各点的振动是简谐运动

③摆的摆锤上各点的振动是简谐运动

(五)再次演示弹簧振子的运动

提出问题:(学生思考并回答)

振子在简谐运动中的加速度的大小和方向,由牛顿第二定律可知:

振子的加速度大小与回复力的大小成正比,方向与回复力方向相同。

从而总结出：简谐运动不仅是变速运动，而且是变加速运动

（六）课堂练习：

让学生讨论回答表格的问题。

七、小结

1、机械振动概念。

2、简谐运动概念。F=-kx

3、简谐运动的规律。

4、我们学习了忽略次要因素，突出主要因素的研究方法——理想化的研究方法。