23简谐运动的回复力和能量教学设计-高二上学期物理人教版选择性2.docx

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教学设计

学科：物理

课题：2.3简谐运动的回复力与能量

年级：

姓名：

课题

人教版选择性必修一第二章第3节：简谐运动的回复力与能量

科目

物理

年级

高二年级

课时

一课时

课表分析

本节内容属于人教版选择性必修一模块中“机械振动与机械波”主题，《普通高中课程标准（2017年版2020年修订）》中明确要求“引导学生从相互作用和能量的角度认识机械运动和机械波，了解波动的特征，为深入学习和研究电磁波打好基础。”

教材分析

在前两节从运动学角度定义和描述简谐运动的基础上，本节从动力学角度认识物体做简谐运动的原因，分析简谐运动中的能量及其变化特点，为后续研究、解释单摆、受迫振动等机械振动提供了基础，起到承上启下的作用。教材再次以最弹簧振子为例，分析回复力F与位移x的关系，从而帮助学生理解最基本、最简单的机械振动——简谐运动的受力特点，符合研究物体问题的一般步骤。教材以弹簧振子的小球受力满足什么特点才会做简谐运动引入本节内容，启发学生从动力学的角度思考简谐运动，自然完成了从运动学到动力学的的转化。本单元以研究新形式机械运动过程中的真实学习情境为单元主线，在真实的学习情境引领下，完成对机械振动的系统研究。本节课重点是从分析运动的两个基本角度——动力学和能量，认识简谐运动的特点，总结判断简谐运动的方法，为下节课研究单摆做铺垫，提供了探究问题的一种方法。

学情分析

学生已经拥有分析和简化物理模型的能力，已学习了胡克定律、牛顿运动定律及功能关系，在本章开篇又学习了简谐运动的概念及其描述方法，所以本节学习简谐运动的回复力和能量、探究简谐运动的原因应是水到渠成的。学生对动力学的规律比较熟悉，这节课的任务是引导学生把知识和规律运用到新的物理现象中，分析并解决问题。对于振动过程中的能量问题，教材从弹簧形变量的变化和振子速度的变化角度分析势能和动能的变化情况。对于基础较好的学生，可以从功能关系角度定量分析简谐运动过程中的机械能守恒问题，从能量转化角度，理解简谐运动这一理想化模型。

核心素养：

1.科学思维：

（1）通过实例分析，理解回复力的概念及性质。

(2)通过对弹簧振子模型的分析，理解简谐运动的规律(位移、回复力、加速度、速度的变化规律)。

(3)通过阅读教材内容，能够定性说明简谐运动的能量转化。

2.科学探究

（1）会利用回复力的知识来判断物体的运动是否是简谐运动。

（2）通过对弹簧振子的运动和能量的分析，能定性地说明弹簧振子系统的机械能守恒，形成能量观和运动观。

3.科学责任与态度

在实验过程和理论推导过程中，做到认真规范，养成实事求是的科学态度。

教学重点

掌握简谐运动的动力学特征，明确回复力的概念．

教学难点

理解简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

教法、学法

“循环递进式探究”教学法：设置问题串，通过分组实验开展教学。以问题导入，任务驱动，问题嵌入，促进深度学习，实现教学进阶。

教学资源

多媒体课件、多种玩具小车、水平弹簧振子，简谐运动扫描仪等。

教学流程设计

教学环节

教学活动

设计意图

预

习

检

查

检查学生的导学案，并大致讲解。

（一）、简谐运动的回复力

1．回复力

(1)定义：振动质点受到的总能使其回到的力．

(2)方向：指向．

(3)表达式：F＝.

（二）、简谐运动的能量

1．振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系，弹簧振子运动的过程就是和互相转化的过程．

(1)在最大位移处，动能，势能．

(2)在平衡位置处，动能，势能．

2．简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种的模型．

充分了解学生的预习情况，方便教学。

新

课

导

入

复习:物体做简谐运动时，位移与时间遵从什么规律?

学生回答：正弦函数

思考：下图中三个物体哪个做简谐运动？如何判断？

引发学生思考；再次提醒学生简谐运动中位移与时间的关系。

让学生用简谐运动扫描仪完成其图片，获得学习物理的成就感。

学生观看简谐运动的位移时间图像，对前面所学的知识点进行加深，知道如何从运动学的角度分析物体是否做简谐运动。

同时抛出问题：如何从动力学的角度分析物体是否做简谐运动呢？

通过观看小实验并回答问题吸引学生学习新知识的兴趣。

新

课

教

学

一、简谐运动的回复力

探究活动一：分析A、B、C、D四点的受力情况和位移及合力的效果

观察弹簧振子的运动，并尝试做出以下A、B、C、D四个点的