2.3简谐运动的回复力和能量 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 3 节 简谐运动的回复力和能量 课时教学设计 课时基本信息 学科 物理 年级 高二年级 学期 春季 课题 简谐运动的回复力和能量 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 课时教材分析 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，并再次定义简谐运动，分析简谐运动中的能量及其变化特点。教材再次以弹 簧振子为例，分析回复力 F 和位移 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。 课时学情分析 学生对于运动学的角度分析简谐运动已经比较熟悉，学生对弹簧的弹力比较熟悉，对弹 簧振子的受力容易接受，对回复力是运动方向的合力也易理解，但对平衡位置合力不为零的 简谐运动较陌生，在本节课不提及此类问题，等讲解单摆时再做详细解释。对能量的转换较 易理解，对能量随时间的变化规律易模糊，可用图像讲解，形象准确。新课程改革打破了以 前的应试教育模式，教育教学过程中师生地位平等，充分贯彻以学生为本，坚持学生的主体 地位，教师的主导地位。本节课是一节科学探究课，呈现在学生面前的是现象，是问题，积 极引导学生探究。 课时教学目标 物理观念： 1.会分析弹簧振子的受力情况，理解回复力的概念。 2.认识简谐运动位移、速度、回复力和加速度的变化规律及相互联系。 3.会用能量观点分析水平弹簧振子动能、势能的变化情况，知道简谐运动中机械能守 恒。 科学思维： 在双向回力车的分析中认识他的受力与运动是复杂的，对于和他类似的机械运动中的简 谐运动我们是目前能分析，在物理学习过程中，我们要学会从简单的模型分析再过渡到生活 中复杂的情景。 高中新课程新教材物理优质课评比 科学探究： 对于简谐运动的回复力大小特征，学会在理论分析的基础上利用实验从定量的角度，能 在实验的过程中提出问题，交流问题，论证问题，解决问题。 科学态度与责任： 在理论学习的过程，将理论与生活与游戏结合，让学生在快乐的氛围中体会到物理学习 的趣味性，认识科学与生产生活的关系，从而激发学生的学习兴趣，最终帮助学生逐渐形成 的探索自然的内在动力。 课时教学重点 1.简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。 2.对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析。 课时教学难点 1.物体做简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度等变化规律的分析总结。 2.关于简谐运动中能量的转化。 课时教学方法 讲授法，谈论法，实验法，探究法，自主学习法，多媒体教学视频展示 开放性学习环境 每组 4 张桌子，共 5 小组，每个小组普通回力车 4 个、双向回力车 1 个、学案 20 份， 数字化实验系统、位移传感器、力学传感器、弹簧、钩码，教学用多媒体电脑及课件。 课时教学过程 任务一 活动 1：让学生拿起桌上的玩具回力车，体验 下儿时的快乐。 问题 1：思考双向回力车的运动特点 活动 2：知道双向回力车的构造、受力、和运 动都很复杂，暂时无法分析。但是和它类似的 简谐运动我们是可以分析的。 通过游戏激发学生学习兴 趣，在对回力车运动原理的探 究活动和思考中初步形成对 “回力”的理解，为回复力概 念建立打下基础。体会物理学 学习由生活走向模型的过程。 任务二 活动 1：分析模型小球从 Q→P 运动过程的受力 特征和运动规律。 引领学生从生活实际走向理想 化模型，增强学生科学思维。 学会简化后模型的受力与运动 分析，并总结回复力的概念， 活动 2：总结回复力的概念、效果、方向。 问题 1：分析常见简谐运动的回复力（含双向 在分析常见简谐运动受力时进 一步认识它是一种效果力来源 多样，最终能将理论联系实 际。 回力车）。 任务三 活动 1：简谐运动的回复力大小理论探究。 活动 2：简谐运动的回复力大小实验探究。 活动 2：总结简谐运动的动力学特征。 问题 1：粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁 丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往 上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振 动（空气阻力忽略），证明这个振动是简谐运 动。 在回复力大小探究都过程 中，认识到物理研究是建立在 理论分析、观察和实验基础上 的一项创造性工作；在实验探 究中能做到实事求是，与同学 合作中能尊重他人，进而使学 生有较强的学习和研究物理的 内在动机，能自觉抵制违反实 事求是的行为。最终在问题中 进一步认识回复力的来源、大 小和 k 的物理意义。 任务四 活动 1：参照教材 P42 做一做完成下表。 在表格填写的过程引导学 生定性的分析水平弹簧振子能 量，提升学生对课堂的参与 性，进而使学生进一步从