3. 简谐运动的图像和公式教学实录与评析

第一章

机械振动

§1、3简谐运动的图像

学校：顺义二中

年级：高二

姓名：张聪科

2018年顺义二中市级视导课教学设计——高二年级

张聪科

教学基本信息

课题

学科

教材

物理

1.3简谐运动的图像

学段：

选修3-4 年级

高二

书名：

物理选修3-4

出版社：教育科学出版社

指导思想与理论依据

以生活情景为入手点，引出课题，激发学生学习兴趣；以教师演示为切入点，以问题引领，激发学生思考、猜想、动手实验，体现出学生的主体地位，同时培养学生实事求是的科学态度；通过学生模拟实验，与教师演示实验有效结合，引导学生归纳总结简谐运动图像的特点，在体验式教学过程中轻松的突出重点，突破难点，使三维教学目标得到有效的实现。在课堂中，真正的将合作、交流与探究落到实处，将提高物理学科素养落到实处。

教学背景分析

【教学内容分析】

《简谐运动的图像》一节是教科版高中物理选修3-4第一章《机械振动》的第三节。本节内容承前启后，振动图像更直观地描写做简谐运动质点的位移随时间的变化规律，本节课的主要内容是使学生知道什么是简谐运动的图像，知道描述简谐运动的位移-时间图像是一条正弦（或余弦）曲线；能够理解图像的物理意义，从图像中得到相关的物理量，由简谐运动图像与实际运动结合解决相关问题。

【学生情况分析】

通过前两节的学习，学生已经知道了简谐运动是最简单的振动形式，知道常见的两种模型：弹簧振子和单摆,理解振幅周期和频率是用来描述简谐运动的特征量；知道简谐运动中的位移为相对平衡位置的位移；能较熟练的分析振子在一次全振动中速度、加速度、回复力、位移等量的变化情况；会用x-t图和v-t图描述直线物体的运动，学生以往有着比较扎实的基础，

在此基础上，在本节课堂中学生经历

“实验探究”、“猜想”再“实验探究”等环节和“分析论证”等环节，加深对图像的理解，能力逐步提升。

教学目标

知识与技能

1、知道描述简谐运动的位移-时间图像是一条正弦（或余弦）曲线，理解图像的物理意义

3、在观察教师演示实验、学生设计并动手操作实验环节中提高观察、分析能力和动手能力

过程与方法

学生经历猜想、实验探究等环节，体会实验是研究物理学科的重要手段

情感态度与价值观

培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度

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2018年顺义二中市级视导课教学设计——高二年级

张聪科

学习重难点

学习重点：通过实验探究，知道简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线

学习难点：图像与实际运动情景相结合

教学流程示意图

3

视频引入

学生活动

(模拟心电图) 教师实验演示

结果呈现,图像讲解

总结

小测

2018年顺义二中市级视导课教学设计——高二年级

张聪科

教学过程(表格描述) 教学阶段

设置

意图

技术应用

时间安排

教师活动

学生活动

[情境引入]:播放一段

观看、思考

创关于心电图的视频 ,

设并简单介绍心电图

情让学生在黑板上模

境

一名学生模拟心脏跳动,一学生拉动黑拟画心电图

板(代替纸带) 介绍简谐运动演示

新课讲解

4

为简谐运动演示仪作铺垫，匀速运动的纸带可以记录振子位移随时间的变化

PPT频

视5 仪：弹簧一端连接一滑块振子，给导轨充气后，滑块振子在水平方向做简谐运动。

[教师展示1]：给导轨充气，在滑块做简谐运动的同时让白纸做匀速直线运动，笔尖在白纸上描绘出一条曲线

引导学生观察x-t图

[教师展示2]：介绍位移传感器，弹簧振子在竖直方向上做简谐运动，传感器自动生成位移时间图像。

先演示弹簧振子在不振动时位移时间图像，再拉离平衡位置观察实验图像。

观看实验现象，说出图像的形状

（学生会有疑问，并不是严格的正弦图像）

观察得到图像的是正弦或是余弦曲线。

简谐运

动演示

仪、黑墨

介绍实验仪水，充气

器的优点，机、白纸

可以近似看

成简谐运

动。

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位移传

感器

严格控制实

验条件，让

学生信服

2018年顺义二中市级视导课教学设计——高二年级

张聪科

教学过程(表格描述) 教学阶段

设置

意图

时间安排

教师活动

学生活动

技术应用

一:位移时间图像

指出简谐运动的位移时间图像是正弦(或余弦) 二:获取信息（学案引导) 问题情境：一水平弹簧振子在CB之间做简谐运动，平衡位置为0，

规定以向右为正方向。简谐运动的位移时间图像如图甲所示，请回答以下问题。

讲问题一：若从B点解图开始计时，图像是什么像

样的？(学生作图) 问题二：从图像中能得出有关简谐运动的哪些物理量？

问题三：判断t1-t2

这段时间内位移，回复力，加速度，速度，动能，势能的变化情况

问题四：

简谐振子在一个周期内运动的路程是否等于一个周期内正弦曲线的长度?

作图

帮助学生理解位移时间图像

提高学生的语言表达能力

板书

（不同颜

色笔标

记）

通过学生的描述，帮助老师了解学生对知识的掌握程度

图甲

做题，思考，谈论交流

（学案1）

获取信息

直接获得：周期T，振幅A，任意时刻位移x （学案2）

间接获得：回复力F(a)，速度V，

动能Ｅｋ

，势能Ｅｐ

学案（3），并在图中标出

学生讲台展示

学生思考讨论

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2018年顺义二中市级视导课教学设计——高二年级

张聪科

小结与测验

引导学生复习巩固本节知识

学生回顾，做题，加深对图像的理解

巩固所学内容

学案

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板书设计

1.3简谐运动的图像

一、位移随时间的变化规律（x-t图）

二、图像获取信息

1.直接获得：周期T振幅A任意时刻位移x

2.间接获得：回复力F加速度a速度V（大小及方向变化）

教学反思

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