资源简介

课时教学设计
《简谐运动的回复力与能量》教学设计
课题 简谐运动的回复力与能量
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
本节课时针对简谐运动难点做一个拓展，去处理相位，能量振幅等问题。1.学会用周期性变化规律解决振动问题，体会对称性在解决振动问题中的优势。2.体会匀速圆周运动与简谐运动的联系，学会借助圆周运动理解振动。3.定量分析有外力作用下弹簧振子的简谐运动。
2.学习者分析
学生已经较为完整学习了简谐运动相关内容，但是对于相位等知识点难点还有所不足，学生数学上已经学习了三角函数结合物理利用圆周运动处理相位问题，通过处理相应习题问题更深层次理解简谐运动。
3.学习目标确定
1.借助匀速圆周运动与振动的联系，解决相位问题。2.借助振动方程，定量分析周期，振幅等振动问题。3.如何把复杂运动中简谐运动部分抽象出来，并借助简谐运动规律解决。
4.学习重点难点
重点：分析匀速圆周运动与简谐运动的联系。难点：定量分析有外力作用下弹簧振子的简谐运动。
5.学习条件支持
数学中三角函数的应用，圆周运动的应用，对应习题。
6.学习活动设计
过程学习内容与教师活动（引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节1【复习引入】简谐运动对称性和周期性特点。【提问】：我们已经学过了简谐运动周期对称性，在处理问题时我们应注意什么？【演示】观察弹簧振子实例图分析周期性对称性。【概念讲解】时间对称性:相隔t/2或(2n+1)T/2(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于2平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等、方向相反。【概念讲解】空间对称性:如图乙所示，振子经过关于平衡位置0对称的两点P、 P’(OP=OP’)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。此外，振子由P到0所用时间等于由0到P’所用时间，即tpo=top。振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即top= tpo思考1：我们已经学过了简谐运动周期对称性，在处理问题时我们应注意什么？思考2：弹簧振子时间对称性和空间对称性特点？1.进一步让学生理解简谐运动。2.通过探究激发学生学习兴趣，提升探究能力。环节2【提问】：简谐运动振动方程满足正弦函数关系式，在数学中三角函数学习时我们利用了单位圆的概念，在物理中简谐运动和匀速圆周运动是否也存在一些联系？【推测】匀速圆周运动的坐标轴具有简谐振动的特征！【得出结论】从动中可以看出：当点绕半径为的圆周匀速运动时，它的横轴和纵轴随时间的变化情况，和简谐振动是一致的；振动函数中(wt+φ)有了实实在在的直观感觉，就是对应匀速圆周运动在零时刻时的初始辐角，我们称之为初相位，也就是质点的初始位置。而就是对应匀速圆周运动在初始辐角基础上多旋转的角度 ；所谓振幅，其实就是对应匀速圆周运动的轨迹半径.在以前学习简谐振动的时候，由于没有这样的动图辅助理解，导致总是搞不清楚相位和初相位是什么意思，以及为什么要取这个名称。现在好了，有了直观认知，对概念的理解就能变得更深一些。 活动1：小组讨论分析匀速圆周运动与简谐运动的联系。活动2：观察PPT动图，把匀速圆周运动与简谐振动联系起来。1.拓展知识，激发学生学习兴趣。小组讨论提升学生自主学习能力。环节3【提出问题】：一个水平放置的弹簧振子,如果物块与水平面间的动摩擦因数为μ,在水平方向上物块仅受摩擦力及弹簧弹力作用,证明该系统的振动为简谐运动？【得出结论】：物体在摩擦力作用下作阻尼振动,整个运动不是简谐运动,但是在单方向的运动中,摩擦力不变，该过程物体做简谐运动；在下一个单方向运动中,物体仍做简谐运动如此循环,平衡点位置交替变化,连续的振动中,物体的振幅周期性递减。【拓展】在斜面（有摩擦）、竖直方向（阻力大小恒定）上述结论同样成立（单方向简谐运动）。其实在处理问题时我们可以从简谐运动角度去解决一些问题，或者把简谐运动当成一大基本运动形式！活动1：证明有摩擦情况下弹簧振子的简谐运动，求回复力，观察平衡位置。活动2：总结理解单方向简谐运动。1.复习证明简谐运动，巩固知识，找出区别，提升分析能力。2.总结拓展，提升学生科学思维能力。课堂小结：1、利用匀速圆周形象解决相位问题。2、定量分析周期，振幅的表达式。 3、复杂情景利用简谐运动解决问题。
7、板书设计
8、作业与拓展学习设计
完成课后习题，找出生活中简谐运动理想化和现实中区别。
9、特色学习资源分析、技术手段应用说明
主要运用的是现代教育技术手段-多媒体教学，这样可以将声音、图像、视频、动画巧妙结合并呈现，不但可以激发学生的学习兴趣，同时也有助于学生对重、难点知识的掌握和理解。
10、教学反思与改进
1简谐运动周期性和对称性
2匀速圆周运动与简谐运动
3单方向简谐运动
简谐运动本质探究

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