2022年简谐运动教学设计方案.docx

《2022年简谐运动教学设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年简谐运动教学设计方案.docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案简谐运动教学设计方案江西师范高校附属中学 胡纪明【总体规划】人教版新课标教科书对简谐运动一节进行了大手笔的改动,核心是简谐运动的意 义；老教材是从动力学特点给简谐运动下定义的,它不符合同学是以运动学特点来对质点 运动进行分类的认知习惯；新教材把“ 位移与时间的关系遵从正弦函数规律的振动” 称为 教学设计 简谐运动,敬重同学的认知规律,有利于简谐运动的教学；正由于如此,通过探究,让学 思路 生熟悉弹簧振子的位移时间图象是一条正弦曲线,便是本课教学的关键所在；因此,本课的教学设计,正是环围着该科学探究过程绽开的；通过科学探究,不仅

2、能 使同学发觉弹簧振子的位移时间图象是一条正弦曲线,而且有意识地让同学在探究过程 中,进展“ 猜想”、“ 设计试验” 和“ 分析论证” 才能；1熟悉弹簧振子；学问与 技能2. 知道弹簧振子的位移时间图象是一条正弦曲线；3能从质点运动的位移时间图象特点懂得什么是简谐运动；4. 进行匀速电机拖动白纸描画振动图象的试验,通过白纸运动的位移和时间的转换,熟悉所绘图象“ 时间坐标轴” 的意义；教学目标教学重点教学难点过程与1依据试验和原有认知,对弹簧振子振动图象特点作出猜想；2经受设计试验的过程（构建通过试验检验猜想的操作方案）方法3经受分析论证的过程（观看试验现象,论证猜想的正确性）；情感态1通过对简

3、谐运动的图象的探究,培育同学仔细、严谨、 实事求是的科学态度；度与价2体验试验对猜想作出了正确检验时的愉悦, 增强科学探究的爱好；值观3. 在列举振动图象在实践中的应用中增强同学的实践意识；弹簧振子的位移时间图象是一条正弦曲线；检验弹簧振子位移时间图象是正弦曲线的试验设计气垫导轨、气源、改装滑块、电驱动匀速转盘、绒毛球、激光笔、塑料气垫弹簧振子、弹 教学资源 簧；医用输液管、玻璃瓶、红墨水、双弹簧振动系统、电动匀速推动器、纸带、电池组；课件；名师归纳总结 教学流程引入弹簧振子对弹簧振子xt对 xt 图象简谐运动第 1 页,共 5 页质点运抱负模型和图象的猜想猜想的检验定义、图象动分类实际装置同

4、学试验演示试验及其应用- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案【教学过程】引入依据加速度特点,对学过的运动进行分类,引入本课课题；aa=0匀速直线匀变速直线 （自由落体）a 不变a 0 匀变速曲线 （平抛运动）a 转变大小不变、方向转变 （匀速圆周运动）大小和方向都转变 （？本课将争论其中一种简洁、和谐的运动）一、弹簧振子1. 弹簧振子概念把一个有孔的小球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在光滑的杆上,能够自 由滑动,两者之间的摩擦可以忽视,弹簧的质量与小球相比也可以忽视,这样的系统称为弹 簧振子；小球原先静止时的位置叫平稳位置；2.

5、 建立争论振子运动的一维坐标系小球的平稳位置为坐标原点O,沿着它的振动方向建立坐标轴,小球在平稳位置的右边时它对平稳位置的位移为正,在左边时为负；今后争论振动时所说的位移,都是相对于平稳位置的位移；二、对弹簧振子位移时间图象的探究1对弹簧振子位移时间图象的猜想（1）分组试验：初步观看弹簧振子运动,定性画出弹簧振子位移时间图象；（2）选几种典型图象让同学画在黑板上进行比较；（3）连续试验：进一步观看振子运动,看象黑板上哪一种图象；（4）依据数学学问,对弹簧振子位移时间图象作出猜想正弦曲线；2对弹簧振子位移 时间图象猜想的试验检验（1）试验设计 师生共同回忆数学中的正弦曲线；师：我们一起来看,下面

6、是数学中作正弦曲线的图,这个圆叫什么？（单位圆）师：图中 x、y 在单位圆中的几何意义是什么？（ x 是单位圆的半径与起始边成的圆心角,y 是半径另一端点的纵坐标值）师：下面我们通过一个情境来给予它们物理意义；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案y 1 /2 3 /2 2x 0 -1 创设情形,将数学图象转化为位移时间图象；师：数学图象和我们要检验的位移时间图象,坐标轴的最大不同是什么？（横坐标轴；数学图象中横坐标轴表示圆心角,xt 图象中横坐标轴表示时间t；）师：是否能找到一种运动,既涉及到圆心角,

7、而且圆心角仍跟时间成正比？（匀速圆周运动）师：我们是否可以通过匀速圆周运动,把圆心角坐标轴转换为时间 t 坐标轴？（通过争论、引导得出：一个质点沿单位圆以角速度 做匀速圆周运动,将其横坐标轴圆心角写成 t,只要把横坐标除以 ,坐标轴就是时间 t,原先的圆心角标度 2 ,现在成了周期 T；这样就把圆心角坐标轴转换成时间 t 坐标轴）师：因此,一个质点作做匀速圆周运动,其半径在纵坐标轴（或横坐标轴）上的投影 y（或 x）随时间的的变化关系是遵从正弦曲线规律的；我们就可以依据这个结论对刚才的猜想进行检验； 设计试验装置依据上述结论, 假如猜想是正确的, 再使物体做匀速圆周运动的半径等于弹簧振子的最大

8、位移,而且两个运动周期相同,那么,匀速圆周运动物体在x 坐标轴上投影的运动跟弹簧振子的运动,应当是完全一样的；因此,我们可以设计一个试验,将这两个运动进行比对；气垫导轨上的滑块和弹簧组成了一个水平振动的弹簧振子,匀速转盘上有一个绒毛球,绒毛球在竖直平面上做匀速圆周运动；是否能保持时时刻刻相等；（ 2）进行试验和分析论证 观看试验现象用试验来检验, 绒毛球的水平位移跟弹簧振子的位移如右图,在弹簧振子（滑块）上固定一支激光笔,保持 激光始终沿竖直方向射出,使圆盘转动轴 O1 位于弹簧振子 平稳位置 O 的正上方,调剂匀速转盘的周期跟弹簧振子的 O1 周期相等,且弹簧振子的最大位移等于绒毛球做匀速圆

9、周运名师归纳总结 动的半径；在绒毛球到达和O1 同一水平面时使释放振子让O x 激第 3 页,共 5 页光其自由振动,可以看到什么现象？（红色激光始终射在绒毛球上）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案 分析论证 上述现象说明说明问题？（说明弹簧振子的运动与绒毛球在水平方向上的运动是一样的）由于绒毛球做的是匀速圆周运动,刚才我们在设计试验中已经证明,匀速圆周运动的投影,其位移时间图象是正弦曲线；因此,本试验说明白：弹簧振子的位移时间图象也是 正弦曲线；上述猜想得到检验；三、简谐运动1. 简谐运动的定义假如质点的位移与时间的关系遵从正弦函数

10、的规律,即它的振动图象（xt 图象）是一 条正弦曲线,这样的振动叫简谐运动；2. 如何判定一个振动是否是简谐运动（ 1）绘制物体的位移时间图象试验绘制振动图象的方法和意义 演示：一重锤在弹簧作用下沿水平振动,重锤上固定一个红墨水滴管,重锤下铺白纸；白纸不动时,细管中漏出的红墨水在纸上同一位置重复记录重锤的运动轨迹；师：看这纸上的画迹,能看到重锤的位移随时间变化的规律吗？（不能）师：怎样才能把重锤位移随时间的变化情形通过试验画在白纸上呢？（应拖动白纸）师：拖动白纸的实质,就是把重锤在不同时刻的位置记录在白纸上不同的地方,实际上就是在白纸上建立了一个时间坐标轴；假如我们要用拖动的位移来表示时间,其

11、位移时间最好具有简洁的正比关系,因此,应使白纸怎样运动？（匀速直线拖动）老师演示：电机匀速拖动白纸,重锤上的墨水滴管在纸上绘出清楚的振动曲线；老师把 白纸贴在黑板上,并在纸上绘制直角坐标系,用刻度尺测量横坐标轴上有关点的坐标值,标 注在纸上；师：白纸上试验绘制的图象, 其横坐标轴表示白纸拖动的距离, 上面标明白详细的数值；已知电机拖动白纸的速度是10cm/s,现把图象的横坐标轴改为时间轴,使其成为重锤振动的位移时间图象,请同学们把图中的长度标度改为时间标度；（同学通过匀速运动位移公式的运算,懂得试验图象横坐标轴的意义）试验绘制振动图象在生产生活中的应用 心电图仪绘心电图,间隔匀称表示心跳有规律

12、,不匀称就是心律不齐了； 地震仪绘地震图线,用匀速圆周运动的弧长计时；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案（ 2）对振动图线是否是正弦曲线的判定师生共同沟通,争论：如何判定某xt 图象是不是是正弦曲线？ 依据图象中的周期 T 和振幅 A,设为正弦函数, 就可以写出函数表达式 x =A sin2 t ；T然后在试验图象中选如干个位置,用刻度尺测量它们的横坐标和纵坐标,代入上述函数式中进行检验,看看是否吻合；如吻合,就试验作出的振动图象便是正弦曲线,对应的振动便是简谐运动； 依据试验图象中的周期T 和振幅

13、 A,作出 x =A sin2 Tt 图象,与 xt 图象作比较； 将作出的图象扫描后,在电脑中用一标准正弦曲线进行比对,标准的正弦曲线在经过振幅和周期的变形后,看能否与试验图象重合；（以上是本课关于简谐运动的科学探究过程,其它教学过程从略）【后 记】1. 本教学设计对同学的数学基础学问有肯定的要求；特殊是关于正弦曲线与单位圆的相关学问,试验设计是建立在该学问基础之上进行的；从教学成效看, 因本校是省重点学校,同学基础学问比较扎实,从各班现场情形看,教学中同学思维积极,反应热闹,回答疑题流 畅,基本上能实现预定教学目标；2. 绒毛球匀速圆周运动的对比试验,直观,可见度好；由于绒毛球既能反射,又能适 当透光,其类似“ 漫反射” 的成效能使各方向同学都能看清试验现象,该试验引起了同学的 极大爱好；但该试验在操作上有肯定的难度,老师对气垫导轨上滑块的释放时机要把握准,需要有肯定体会,稍不留意,就不能同步；因此,为确保试验成效,该试验仍需要改进操作 方法,进一步制作简洁的自动释放装置,以简化老师的操作动作,保证每次操作的胜利；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页