2.1 简谐运动 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

选择性必修1第2章第1节简谐运动 课题 简谐运动 学科 物理 年级 高二 主备人 桃江七中 郭倩 教材分析 本节在节前“问题”中列举了多个实例，通过让学生归纳共同点来引出机械振动的概念;而后从运动学的角度认识弹簧振子，通过实验得出弹簧振子的位移——时间图像: 再通过数据分析发现弹簧振子的位移一时间图像是正弦曲线。 本节的重点是形成简谐运动的概念和认识它的x-t图像， 难点是弹簧振子理想化模型的建构和简谐运动位移与时间函数关系的得出。 学习 目标 物理观念：认识生活中的机械振动，知道简谐运动的产生条件及规律。 科学思维：通过动画、视频等现代技术手段，让学生更直观的了解简谐运动的规律，知道弹簧振子模型中小球的位移随时间的变化图像，提高学生空间想象的思维能力。 科学探究：经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图像描绘运动的方法． 科学态度与责任：通过对简谐运动特征的学习，培养实事求是的科学探究精神。 重点 弹簧振子位移随时间的变化规律及相应的x-t图像的理解。 难点 准确理解简谐运动x-t图像的物理意义。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 思考1：这些运动的共同点是什么? 观看视频和演示，总结所演示运动的特点。 讲授新课 一、机械振动 1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动。 思考2：这些运动的共同特点是什么？ 2、特点： （1）平衡位置——“对称性”。 振动停止时物体所在的位置 （2）往复运动——“周期性” 课堂练习1、简单应用：下列运动中属于机械振动的是（ ） A、树枝在风的作用下的运动 B、竖直向上跑出的物体的运动 C、说话时声带的振动 D、爆炸声引起的窗扇的运动 答案：ACD 二、弹簧振子——理想化模型 1、概念： 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。 2、理性化模型： （1）不计阻力 （2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。 思考3：振子的运动是怎样一种运动呢？ （视频演示） 三、弹簧振子的位移——时间图像 研究弹簧振子的运动 振子的位移x都是相对于平衡位置的位移，以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴。规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。 图像绘制方法 （1）、频闪照相 （2）、描图记录法 体验：一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象。 如图所示的装置可以视为弹簧振子吗？ 四、简谐运动及其图像 1、什么是简谐运动？ 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。简谐运动是最简单、最基本的运动。 2、简谐运动的特点是什么？ 简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动．弹簧振子的运动就是简谐运动． 3、请画出简谐运动的图象 4、由图像可知位移、速度有哪些特点？ (1)位移：方向始终背离平衡位置，每经过平衡位置位移方向发生改变；远离平衡位置时位移增大，靠近平衡位置时位移减小。 (2)速度：每经过最大距离处速度方向发生改变，远离平衡位置（位移增大）时速度方向和位移方向相同，靠近平衡位置（位移减小）时速度方向和位移方向相反。 课堂练习2、正误判断 (1)简谐运动就是指弹簧振子的运动。(　　) (2)简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种运动。(　　) (3)只要有弹簧、物体,就可以组成弹簧振子。(　　) (4)振动的物体可以做直线运动,也可以做曲线运动。(　　) (5)振动物体的位移都是以平衡位置为初位置的。(　　) (6)振动图像是振子的运动轨迹。(　　) 答案：错、对、错、对、对、错 完成思考 问题。 完成课堂练习。 了解弹簧振子的模型结构，观察弹簧振子的运动，总结弹簧振子的运动特点。 观察振子的运动轨迹，尝试画出弹簧振子的位移时间图像。 采用不同的方法画出弹簧振子的x-t图像。 通过画图，总结简谐运动图像的特点。 知道什么样的运动是简谐运动。 完成课堂练习。 给出机械振动的概念之后，再次思考机械振动的特点，规范学生的描述问题时的物理语言。 通过动画和实物演示弹簧振子的运动，让学生通过观察总结弹簧振子运动的特点。 先让学生根据自己对弹簧振子位移特点的认识，尝试画出振子的位移时间图像。 再通过演示位移时间图像的正确画法，通过试错，掌握位移时间图像的特点。 让学生尽可能多的动手操作，提高学生的动手操作能力。 通过画图和练习，帮助学生总结简谐运动的特点和规律。 拓展提高 1、关于水平放置的弹簧振子的运动,下列说法正确的是(　　) A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值 B.振