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

高中新课程新教材物理优质课评比 第 1 节 简谐运动 课时教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二年级 学期 春季 课题 简谐运动 教科书 书 名：普通高中教科书物理选择性必修第一册 人教版 教材分析 必修第一册已经学习了加速度恒定的匀变速直线运动，必修第二册中，学习了加速度恒 定的抛体运动和加速度大小恒定的匀速圆周运动。这些为更复杂的运动——简谐运动的学习 打下了基础。简谐运动是机械振动研究中最简单的一种振动。是学习振动的基础。通过从运动、 能量、受力的角度建立弹簧振子的理想化模型 ，是后续单摆模型建立的方法， 本节先从运动 学角度分析简谐运动，为本章后续研究简谐振动的动力学、能量的特点做好铺垫，是单摆分 析的基础，更是后续研究更复杂的阻尼振动和共振的前提。 学情分析 学生在必修一、必修二中已经学习了很多的运动， 对如何描述运动的物理量有理论基础； 学生已经在运动学中学习了打点计时器，在自由落体研究中接触了频闪照片，在静电场中学 习了示波器，这些都是简谐运动 x-t 图像的得出，提供了方法的支撑，但是简谐运动是加速 度大小方向都在变的变速动动，比之前学习的运动更复杂，这也对学生的思维提出了更高的 要求。 教学目标 表 1 “简谐运动”教学目标 高中新课程新教材物理优质课评比 素养 要求 素养目标 关键路径 物理 观念 通过对“ 弹簧振子 ” “简谐运动 ”的研究，建 立物质观、运动观、相互 作用观和能量观。 （1）通过对弹簧振子的理想化处理， 体会运动、 相互作用、能量观在分析问题时的作用。 （2）从运动学角度先分析简谐振动位移及位移 定义引入，体会物理学的简洁。 科学 思维 通过实际情景的不断 简化，培养学生的建模能 力；通过猜想、设计、操 作得到 x-t 图像。培养学 生的科学推理、科学论证 能力；通过对实验误差的 分析，培养学生的质疑创 新能力。 （1）通过实际情景从不同角度的简化，建立弹 簧振子这一理想化模型 。 （2）通过数字化实验和连拍照呈现等多种方式， 得到 x-t 图像的关系。 （3）通过标准正弦函数图像比对等多种方式， 论证推理的结论。 （4）对图像并非完全重合的原因分析，培养质 疑创新能力。 科学 探究 能根据现象提出猜 想，通过设计实验验证猜 想，并通过多种手段对得 到的结论进行分析，并作 出合理解释。 （1）通过观察弹簧振子的运动，猜想可能的 x-t 图像，并进行分析交流。 （2）通过小组合作设计实验，用多种手段得到 x-t 图像，验证猜想。 （3）能通过所学的数学方法，对所获得图像是 否正弦函数进行讨论交流。 科学 态度与责 任 在实验过程中形 成严谨的科学探究能力与 合作精神；通过相关应用， 体会科学技术对社会发展 的重大贡献。 （1）经历小组讨论、分组实验探究等小组活动， 培养合作精神与交流解决问题的能力。 （2）通过高楼阻尼器、地震图像绘制、心电图 等实际生活中相关振动及研究方法的应用， 体会物理 学研究对生产生活的重要作用。 教学重点 1.弹簧振子模型的建立 2.弹簧振子运动的平衡位置及振子位移概念 3.用连拍法、数字化实验等方法获得“位移--时间”图像 高中新课程新教材物理优质课评比 4.用拟合法、数学法论证所得到的图像是正弦函数关系 教学难点 1.用连拍法、数字化实验等方法获得“位移--时间”图像 2.用拟合法、数学法论证所得到的图像是正弦函数关系 教学方法 实验探究、引导讨论等多种教学方法 教学策略 运用建模、实验（传统实验及数字化实验）的物理思想和照片法、拟合法等策略。 教学准备 水平弹簧振子、竖直弹簧振子、铁架台、钩码、细线、位移传感器，照片 10 份、课件 等。 教学流程 简谐运动 证明图像是正弦函数 得到位移-时间图像 建立弹簧振子模型 知道什么是机械振动 教学过程 任务 1 知道什么是机械振动 问题情景一：通过一个随堂小实验、两个演示实验，完成任务 1 表 2 机械振动的引入问题设置及素养目标 问题 问题指向的素养目标 高中新课程新教材物理优质课评比 （1）以上运动和我们以前学过的 运动是否一样？ 回顾所学运动， 比较运动的差异， 知道研究的必 要性（物理观念） （2）生活中还有没有类似的运 动？ 观察运动特点， 联系生活实际， 体会物理源于生 活（物理观念） （3）这些运动，有什么共同的特 征？ 基于多种事实进行抽象概括， 概括机械振动的定 义（科学思维） （4）我们先研究哪个运动？ 知道物理学研究先简单后复杂（科学思维） 任务 2 探究如何建立弹簧振子模型 问题情景二：演示实验——滑块在弹簧作用往复运动，最后