《簡諧運動》教學設計

　　一．教材分析：

　　（一）.教材所處的地位及前後聯絡：

　　《簡諧運動》是人教版高中物理（必修）第二冊第八章《機械振動和機械波》中的內容。機械振動和機械波是在學生學習了運動學、動力學及功和能的知識後而編

　　排的，是力學的一個特例。機械振動和機械波是一種比較複雜的機械運動形式，對它的研究為以後學習電磁振盪、電磁波和光的本性奠定了知識基礎．此外，機械振

　　動和機械波的知識與人們的日常生活，生產技術和科學研究有著密切的關係，因此學習這部分知識有著廣泛的現實意義。簡諧運動是第八章中的第一節內容，是學習

　　本章後面各節內容的基礎，也是本章的重點和難點之一。在研究簡諧運動規律時要用到以前學過的運動學、動力學、功和能的知識，可起到複習鞏固的作用，因此這

　　部分內容在教材中起著承前啟後的作用。

　　（二）.教學目標：

　　根據物理科的課程標準，物理教學應包括知識、能力和情感態度教育等三個方面。因此，本節課教學目標也應該包括以下三個方面：

　　1．知識目標

　　（1）知道什麼是機械振動、簡諧運動。瞭解簡諧運動的若干例項。

　　（2）知道簡諧運動中回覆力的特點。

　　（3）知道簡諧運動是一種理想化模型。

　　（4）理解簡諧運動中位移、速度、回覆力和加速度的變化規律。

　　（5）知道在研究物理規律時一般遵循從簡單到複雜的規律。

　　2．能力目標

　　（1）透過對實驗的觀察，培養學生的觀察和發現問題的能力。

　　（2）分析簡諧運動過程中有關物理量的變化規律，認識物理量之間存在密切的相互依存關係，培養邏輯思維能力。

　　3．情感態度和價值觀

　　（1）透過對簡單實驗的操作，及參與對簡諧運動規律的分析，培養學生參與科學研究的興趣。

　　（2）透過對簡諧運動的研究，使學生髮現其中所嚴格遵循的簡諧美、對稱美。

　　（三）.教材的重點和難點：

　　1．重點：

　　如果能抓住簡諧運動中的各物理量的變化規律，也就把握了複雜的機械振動的要領，所以本節的教學重點為：

　　（1）簡諧運動過程中有關物理量的變化規律。

　　（2）簡諧運動回覆力的特點。

　　2．難點：

　　剛進入高二年級的學生思維具有單一性、定勢性，他們習慣於分析恆力作用下物體的單程運動，對變力作用下來回運動的振動過程的多量分析，學生普遍會感到有些困難，因此本節的教學難點為：從運動學和動力學的角度區分簡諧運動中位移、回覆力、加速度和速度的變化規律。

　　（四）.學情分析及處理對策

　　透過前面章節的學習，學生已經具備運動學的基本知識及分析物理規律的一定能力。因此，本節課從研究彈簧振子的振動過程出發，去了解簡諧運動的特點和理解其運動規律，使學生能順利地掌握新知識，為本章的學習打好鋪墊。

　　雖然透過初中和高一的學習，學生已有一定的觀察、實驗能力，但抽象思維、推理和綜合分析的能力仍然有限。因此，本節課透過演示實驗和引導學生分析振動的動態過程，來進一步提高學生這幾個方面的能力。

　　二、教法

　　1、物理實驗具有形象、生動、易調動學生積極性，化抽象為具體之功效，所以本節課透過實驗演示，增加感性認識，透過對生活中身邊見過的振動例項加深

　　學生的切身體會。（所用儀器：彈簧振子、裝有水的透明玻璃水槽、紅色的小木塊、鋼板尺、鐵架臺、單擺、豎直彈簧振子、吉它）。

　　2、由於彈簧振子的振動時其位移、速度、加速度等物理量是動態變化的，學生不易掌握。因此教學時要密切聯絡舊有知識，藉助計算機模擬輔助教學手段，把突破難點的過程當成鞏固和加深對舊有知識的理解應用過程，及培養學生分析能力的過程。

　　因此，這節課可採用直觀實驗演示、講授、討論並輔以電教手段等多種形式的教學方法。

　　三、學法：

　　以直觀教學為突破口，引導學生在不同的現象中尋找共同的特徵。學生透過對演示實驗觀察，及回顧已學過的舊知識，積極參與討論總結規律，達到接受知識的目的，及提高自身的觀察、分析和邏輯思維能力。

　　四、教學程式設計：

　　（一）匯入新課（3分鐘）

　　創設學習情境、激發學習興趣為匯入新課的指導思想，列舉生活的事例引導學生觀察歸納其特徵。

　　請學生用吉它表演一小段演奏曲子，以優美的音樂進入課堂。老師提出問題：吉它為什麼會發出聲音？引導學生觀察吉它弦的運動，得出吉它弦在振動。

　　（二）新課教學（28分鐘）

　　1．指導學生觀察演示實驗，發現各種振動的共同特點，得出機械振動的概念。

　　（1）、【演示】演示實驗並要求學生注意觀察下列物體運動的特點。

　　單擺擺球來回擺動、小木塊在水槽中上下運動、彈簧振子來回運動

　　（2）、引導學生分組討論得出：它們的運動與前面學過的運動的不同之點就是運動具有往復性。從而引出機械振動的概念，接著指導學生認識各種振動的平衡位置的確定。

　　（3）、指導學生閱讀課本上介紹的做機械振動物體，然後請學生舉出生活中看到的其他機械振動的例子（如盪鞦韆、鐘擺、喇叭的振動等），並讓學生做使刻度尺振動的小實驗，來加深對機械振動的理解。

　　老師指明機械振動是較複雜性的機械運動．指出研究複雜事物的一般方法：即從簡單到複雜的方法。研究振動時也要從最簡單最基本的形式--簡諧運動開始，再逐步深入瞭解較複雜的振動過程。從而引入課題。

　　板書課題：

　　一、簡諧運動

　　2、研究簡諧運動特點

　　（1）、【演示】演示水平彈簧振子的振動,引導學生認識彈簧振子，並知道它是一種理想化的物理模型。（小球和水平杆之間的摩擦力可以忽略不計，彈簧的質量比小球的質量小得多，也可以忽略不計）

　　（2）、透過對振子受力分析，引導學生理解使振子做往復振動的.力是彈簧的彈力，及彈力的方向和平衡位置的關係，即總是指向平衡位置的，從而引出回覆力的概念。

　　（3）、藉助多媒體，根據下面表格分析彈簧振子完成一次全振動的過程。

　　分析振動過程時一定要注意按位移——回覆力——加速度——速度的順序合理進行。先將平衡位置、左右最大位移處（具有對稱性）的幾個特殊點的各個物理量緊

　　抓不放，討論清楚，填在新畫表格裡．在討論了各特殊點的情況後，再過渡到其它各四分之一週期的各變化物理量分析，引導學生把位移、回覆力、加速度、速度的變化規律填入表格中。並透過對錶格的整體分析，定性瞭解各物理量的定性變化規律，從而突破了教學中的重點和難點，實現認識上的第一次飛躍。由於變力作用下振動過程的多量分析比較難，老師引導時一定要注意控制速度，不能太快，要讓學生有足夠的思考時間，同時要善於對學生及時鼓勵和肯定，增強學生的信心。

　　完成表格後，提出兩個問題：(1)簡諧運動中引起運動狀態變化的力具有什麼特徵?(2)簡諧運動具有什麼特點?讓學生討論分析，並啟發學生回憶已學過的胡克定律來得出回覆力跟小球相對於平衡位置的位移的關係式：F=-x，從而得出簡諧運動的定義。這就完成了從感性認識上升到理性認識，實現認識上的第二次飛躍。

　　（三）鞏固練習（6分鐘）

　　1、分析振子連續透過關於平衡位置對稱的任意兩點時的位移、回覆力、加速度和速度的關係（大小和方向）。

　　2、在平衡位置與最大位移之間找任一位置，分析振子每經過這個位置時，它的哪些物理量是定值?哪些物理量是變化的?

　　以上兩題的設計意圖主要是讓學生進一步理解簡諧運動的特徵，和體會簡諧運動的對稱美。

　　（四）課堂小結（2分鐘）

　　師生共同回答以下問題：

　　1、什麼是機械振動？

　　2、什麼是簡諧運動？

　　（五）佈置作業（1分鐘）

　　1、為使學生系統全面理解和掌握"簡諧運動"的特點與規律，要求學生課後還要仔細閱讀課文，合併完成兩個表格所有的內容，並預習下節教材．

　　2、試從功和能關係研究簡諧運動的動能和勢能的變化規律？