物理学科学历案姓名美丽人生年级高二编号1课题简谐运动课时总1课时课型新授课第1课时课标要求通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。学习目标1.通过实验观察，认识机械振动，会运用理想化方法建构弹簧振子模型。2.通过观察、分析和推理，证明弹簧振子的位移-时间图像是正弦曲线，会用图像描绘曲线运动。3.经历探究简谐运动规律的过程，能分析数据、发现特点、形成结论。4.理解简谐运动的概念和特点，并能用简谐运动图像分析振子位移和速度的变化．重点形成简谐运动的概念和认识它的位移-时间图像难点弹簧振子理想化模型的构建和简谐运动位移与时间函数关系的得出
评价任务1、利用理想化方法，构建弹簧振子模型；演示实验的观察，认识机械振动，理解理想化模型的条件。评价标准：（1）认识机械振动的两个特点；（2）知道平衡位置的判断方法；（3）认识实际振动有阻力，机械能衰减；（4）理解弹簧振子模型中的小球质点、轻质弹簧、光滑杆。2、借助弹簧振子研究机械运动，参考匀变速直线运动的研究方式，研究它的位移-时间图像。评价标准：（1）知道弹簧振子的平衡位置和位移的概念；（2）知道规定正方向，会建立坐标系；（3）会用频闪照相记录不同时刻的振子位置，并记录数据；（4）利用记录的数据描点作图。3、利用数学方法，证明图像是正弦函数曲线。评价标准：（1）知道通过验证法证明图像是正弦函数曲线；（2）知道通过拟合法证明图像是正弦函数曲线。4、理解简谐运动的概念和特点，能用简谐运动图像解决实际问题。评价标准：（1）通过练习，了解简谐运动的对称性；（2）能利用简谐运动图像分析振子位移和速度的变化。第1页学习内容教师活动学生活动及评价过程设计意图学习任务一：创设情境，引入新课思考生活中的运动实例：上课挥动手臂，扇子扇动，击打身体的按摩捶，蹦极等它们有什么共同特点？学生回答：有往复性，周期性、对称性培养学生观察、思考、总结的能力，从而引出机械振动的概念。
学习任务二：弹簧振子位移时间图像的绘制（1）学生观察演示实验：无气垫导轨和有气垫导轨下弹簧小球的运动。现象：无气垫导轨的弹簧小球很快停下。有气垫导轨的小球几乎等幅振动。提出问题：要想让小球完成机械振动需要消除谁的影响？对弹簧和小球有无要求？教师总结：弹簧振子是一种理想化模型，需要满足①忽略摩擦力②忽略弹簧质量③小球看成质点这三个条件（2）借助弹簧振子研究机械运动，我们参考匀变速直线运动的研究方式，研究它的位移-时间图像，在研究之前，要先明确弹簧振子的平衡位置和位移的概念。平衡位置：小球所受合力为零的位置；位移：振动物体的位移x都是相对于平衡位置的位移。以平衡位置为原点，沿着振动方向建立坐标系，规定向右为正，向左为负。提出问题：振子运动很快，我们怎样才能记录下小球的位置呢？小组合作，动手做一做，并画一画吧。（3）提出问题：纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离满足什么条件就可以代表时间？(4))频闪照相和手机连拍并展示图片。（5）分组实验：小组合作得到位移时间图像。提出问题：猜想位移时间图像的形状？（1）学生观察演示实验并回答消除摩擦力的影响。需要轻弹簧和体积小的球。（2）学生听讲，分组探究，合作得到图像并展示成果。（3）学生回答：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间，因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离就可以代表时间。（1）学生观察演示实验并回答消除摩擦力的影响。需要轻弹簧和体积小的球。（2）学生听讲，分组探究，合作得到图像并展示成果。（3）学生回答：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间，因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离就可以代表时间。学生分组合作得到位移时间图像，思考并猜想：正弦函数。（1）引导学生将实际问题中的对象和过程转化程理想模型，从而让学生的思维得到提高。（2）通过小组合作，培养学生的语言表达能力、空间想象能力、协同学习的能力和科学的思维能力。（3）引发学生思考，为等效法理解频闪照相的原理做铺垫。（4）学生体验从猜想到验证的科学探究的过程，使学生的认识从感性认识上升到理性认识，得出图像是一条正弦函数。学习任务三：弹簧振子位移时间-图像的证明（1）我们观察到的位移时间图像很像正弦曲线，怎么证明？(2)提出问题:有没有更精确的方法？教师课堂展示拟合法。(3)类比法:利用做匀速圆周运动的小球和弹簧振子的小球为一进行类比，得到正弦关系。（4）问题：通过本节课的探究，请你定义简谐运动。（1）学生阅读课本，分组思考、讨论并进行验证和成果展示。（2）让学生曲感受去经历由特殊到一般，从而得到规律。(3）学生动手自己推导。（4）学生归纳总结简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。（1)通过小组合作，培养学生的语言表达能力、协同学习的能力和科学的思维能力。（2）让学生感受从特殊点到一般点的验证。培养学生证据意识和实事求是的科学态度。（3）数形结合,单位圆应用,培养学生利用数学知识解决物理问题的能力。（4）从提出物理问题、形成猜想和假设、实验验证、获取和处理信息、到基于证据得出结论。完成科学探究。
小试牛刀例题：某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也相同D、振子在2s内完成一次往复性运动巩固练习：某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是（）A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cmC、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反D、第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反。学生通过例题，建立其与直线运动图像之间的联系。考察学生理解简谐运动位移时间图像的能力，引发学生发现简谐运动的对称性。课堂小结通过本节课的探究，你的收获是？学生总结通过分享自己的收获，收获获得成功的喜悦，增强自信心。第页作业设计分层作业对应评价目标1．(对机械振动的理解)(多选)关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是()A．做机械振动的物体必有一个平衡位置B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移答案AB解析物体在平衡位置附近的往复运动叫机械振动，故A正确；机械振动的位移是以（1）通过练习，了解简谐运动的对称性；（2）能利用简谐运动图像分析振子位移和速度的变化。
平衡位置为起点指向振动物体所在位置的有向线段，位移随时间而变，振动物体偏离平衡位置最远时，振动物体的位移最大，故B正确，C、D错误．2．(弹簧振子运动分析)(多选)(·广雅中学期末)如图11所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是()图11A．若位移为负值，则加速度一定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大C．振子每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同答案AD解析振子受的力指向平衡位置，振子的位移为负值时，受到的力为正值，振子的加速度为正值，故A正确；当振子通过平衡位置时，位移为零，速度最大，故B错误；振子每次通过平衡位置时，速度大小相等，方向不一定相同，但位移相同，故C错误；振子每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向可能相同，也可能不同，故D正确．3．(简谐运动的图像)(·岳阳一中高二下期末)如图12甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()图12A．t＝0.8s时，振子的速度方向向左B．t＝0.2s时，振子在O点右侧6cm处C．t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的加速度相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小答案A解析由题图乙可知，当t＝0.8s时，振子正通过平衡位置向负方向运动，即向左运动，A正确；在t＝0.2s时，振子位移为正且大于6cm，即在O点右侧大于6cm处，B错误；t＝0.4s时，振子位于正向最大位移处，t＝1.2s时，振子位于负向最大位移处，两个时刻振子的加速度方向相反，C错误；t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，D错误．4.上网查阅资料，了解振动在生产生活中的应用与危害。板书设计2.1简谐运动一、机械振动二、弹簧振子1、定义2、理想化条件三、简谐运动1、定义2、位移时间图像教学反思1、本节课利用学生身边和生活中实际的例子加深对振动现象和概念的理解，通过比较受到阻力不同的振动引入弹簧振子的概念。2、在研究弹簧振子的运动规律时，利用频闪照相拍摄振子的运动过程，记录数据，然后在坐标纸上画出
振子的x-t图像，再利用数学方法验证得知弹簧振子的位移与时间关系的图像是一条正弦曲线。学生对此比较陌生，老师教学时注意适当解释何必要说明。3、得出简谐运动概念后回归生活和应用举例，使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式，通过练习，加深对简谐运动规律的认识。第页