簡諧運動的回復(fù)力與能量課時教學(xué)設(shè)計參考模板第3課時教學(xué)設(shè)計課題簡諧運動的回復(fù)力與能量課型新授課R章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□實驗探究課□習(xí)題/試卷講評課□課題研究課□學(xué)科實踐活動課□其他□1.教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課程是學(xué)生在認(rèn)識了彈簧振子模型，并且知道了簡諧運動方程及圖像物理意義的基礎(chǔ)上,從本質(zhì)上探討簡諧運動產(chǎn)生的動力學(xué)問題，引出回復(fù)力的概念，最后通過對簡諧運動中質(zhì)點的加速度、速度、位移、彈性勢能、動能及機(jī)械能的變化規(guī)律，從而達(dá)到對簡諧運動的深入了解。教學(xué)重點需放在簡諧運動的回復(fù)力的特點及來源以及簡諧運動的能量特點。2.學(xué)情分析學(xué)生學(xué)習(xí)簡諧運動的回復(fù)力和能量時，學(xué)生們已對簡諧運動有了一定的了解，關(guān)鍵是如何理解簡諧運動的回復(fù)力的特點及來源以及簡諧運動中各物理量的變化規(guī)律，考慮到學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)及本節(jié)內(nèi)容的重要性和認(rèn)知難度，這節(jié)課需要1課時。3.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過對彈簧振子不同位置進(jìn)行受力分析，能掌握在一次全振動過程中位移、回復(fù)力、加速度、速度等變化的規(guī)律（物理觀念、科學(xué)思維）2.通過分析彈簧振子振動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，從受力情況對簡諧運動得出定義并準(zhǔn)確描述其中能量變化，提高學(xué)生分析和解決問題的能力（科學(xué)思維、科學(xué)探究）4.學(xué)習(xí)重點難點教學(xué)重點：簡諧運動的回復(fù)力特征及相關(guān)物理量的變化規(guī)律。教學(xué)難點：關(guān)于簡諧運動中能量的轉(zhuǎn)化。5.教學(xué)輔助支持課件、水平彈簧振子、列表對比、多媒體模擬展示6.教學(xué)活動設(shè)計過程學(xué)習(xí)內(nèi)容與教師活動學(xué)生任務(wù)/活動設(shè)計設(shè)計意圖及對應(yīng)目標(biāo)達(dá)成環(huán)節(jié)一內(nèi)容1.教師活動：（1）前面兩節(jié)課從運動學(xué)的角度研究的簡諧運動，那么物體簡諧運動時，所受合力有何特點呢？今天我們將從另外一個角度——動力學(xué)角度研究簡諧運動，并從能量觀點加深對簡諧運動的認(rèn)識。物體簡諧運動時，所受合力有何特點呢？學(xué)生任務(wù)/活動1.我們已知道：物體靜止或勻速直線運動，所受合力為零；物體勻變速直線運動，所受合力為大小和方向都不變的恒力；物體勻速圓周運動，所受合力大小不變，方向總指向圓心。簡諧運動的力總是指向平衡位置復(fù)習(xí)回顧舊知，提出問題，引入新課內(nèi)容2.教師活動：（2）動畫模擬展示水平方向上彈簧振子的運動情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)把彈簧振子從它靜止的位置O拉開一小段距離到A再放開后，它會在A－O－B之間振動。提出問題：為什么會振動？”。引導(dǎo)學(xué)生定格分析在不同時刻的位移方向及受力，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析這個力的特點。OABOABFF學(xué)生任務(wù)/活動2.引導(dǎo)學(xué)生分析得出：物體做機(jī)械振動時，一定受到指向中心位置的力，這個力的作用總能使物體回到中心位置，我們把這個力叫做簡諧運動的回復(fù)力。定義：使振子回到平衡位置的力方向：始終指向平衡位置特點：根據(jù)力的效果命名引發(fā)思考激發(fā)探究積極性，增強(qiáng)同學(xué)的分析歸納能力，檢測目標(biāo)1內(nèi)容3.教師活動：（3）彈簧振子振動時，不同的位置位移不同，回復(fù)力也不同，那回復(fù)力與位移又有什么關(guān)系呢？式中F為回復(fù)力，x為偏離平衡位置的位移，k是勁度系數(shù)總結(jié)：如果質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置，質(zhì)點的運動就是簡諧運動。學(xué)生任務(wù)/活動3.學(xué)生分析得出：由振動過程的分析可知，對水平方向的彈簧振子說，回復(fù)力就是彈簧的彈力。在彈簧發(fā)生彈性形變時，彈簧振子的回復(fù)力F跟振子偏離平衡位置的位移x成正比，方向跟位移的方向總是相反。以O(shè)點為坐標(biāo)原點建立坐標(biāo)軸，即可得F=kx得出簡諧運動的動力學(xué)特征，檢測目標(biāo)1環(huán)節(jié)二內(nèi)容4.教師活動：（4）觀察振子從A→O→B→O→A的一個循環(huán)，這一循環(huán)可分為四個階段：A→O、O→B、B→O、O→A，分析在這四個階段中上述各物理量的變化，并將定性分析的結(jié)論填入表格中。學(xué)生任務(wù)/活動4.再次觀看模擬動畫，分組合作探究，討論分析，振子從A→O→B各物理量的變化，并將定性分析的結(jié)論填入表格中。進(jìn)行由淺入深，循序漸進(jìn)的啟發(fā)式教學(xué)，激活同學(xué)內(nèi)在的求知欲，引導(dǎo)同學(xué)積極思考，合作探究。AA→OOO→BBxvF,a動能勢能總機(jī)械能內(nèi)容5.教師活動：（5）在四個階段中，x、F、a、v、Ek、Ep、E的大小變化可分為兩組，x、F、a、Ep為一組，v、Ek為另一組。試著畫出Ek、Ep、E的定性變化曲線。學(xué)生任務(wù)/活動5.每組中各量的變化步調(diào)一致，兩組間的變化步調(diào)相反。因不考慮各種阻力,整個過程中總能量保持不變。即：振動系統(tǒng)的總能量守恒。讓學(xué)生在分析中明確簡諧運動中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，檢測目標(biāo)2課堂小結(jié)1.本節(jié)課學(xué)習(xí)了簡諧運動的動力學(xué)特征和簡諧運動的能量。簡諧運動是在與位移大小成正比，并且方向總指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動。做簡諧運動的質(zhì)點，回復(fù)力總滿足F=kx的形式。式中k是比例常數(shù)，回復(fù)力是一個效果力。2.簡諧運動過程中機(jī)械能守恒簡諧運動系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。3.思考：簡諧運動只有彈簧振子這一種運動形式嗎？我們生活中有沒有類似的簡諧運動呢？7.板書設(shè)計一、簡諧運動的回復(fù)力與能量：1.理解回復(fù)力①定義：②方向：③特點：④來源：⑤回復(fù)力與位移的關(guān)系2.簡諧運動的能量8.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計1.在簡諧運動中，振子每次經(jīng)過同一位置時，下列各組中描述振動的物理量總是相同的是（）A．速度、加速度、動能B．加速度、回復(fù)力和位移C．加速度、動能和位移D．位移、動能、回復(fù)力2.（拓展性作業(yè)）對于水平方向的彈簧振子，回復(fù)力就是彈簧的彈力，那豎直方向上的彈簧振子振動過程中是哪個力提供了回復(fù)力呢？平衡位置在哪里，試著進(jìn)行分析。3.（進(jìn)階）如圖所示，兩木塊疊放在光滑水平面上，上面木塊的質(zhì)量為M，下面木塊的質(zhì)量為m，兩木塊間的最大靜摩擦力為f．下面的木塊和豎直墻間連有勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧．如果兩木塊在運動過程中不發(fā)生相對運動．(1)試證明M做簡諧運動．(2)求該系統(tǒng)允許振動振幅的最大值．9.特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明豎直面，斜面上的彈簧振子也是簡諧運動的證明10.教學(xué)反思與改進(jìn)簡諧運動的回復(fù)力與能量學(xué)習(xí)任務(wù)單學(xué)科：高中物理年級：高二年級【學(xué)習(xí)目標(biāo)】我該學(xué)什么？1.通過對彈簧振子不同位置進(jìn)行受力分析，能掌握在一次全振動過程中位移、回復(fù)力、加速度、速度等變化的規(guī)律（物理觀念、科學(xué)思維）2.通過分析彈簧振子振動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，從受力情況對簡諧運動得出定義并準(zhǔn)確描述其中能量變化，提高學(xué)生分析和解決問題的能力（科學(xué)思維、科學(xué)探究）【重點難點】教學(xué)重點：簡諧運動的回復(fù)力特征及相關(guān)物理量的變化規(guī)律。教學(xué)難點：關(guān)于簡諧運動中能量的轉(zhuǎn)化?！緦W(xué)習(xí)過程】活動1.前面兩節(jié)課從運動學(xué)的角度研究的簡諧運動，那么物體簡諧運動時，所受合力有何特點呢？今天我們將從另外一個角度——動力學(xué)角度研究簡諧運動，并從能量觀點加深對簡諧運動的認(rèn)識。問題：物體簡諧運動時，所受合力有何特點呢？活動2.OAOABFF活動3.彈簧振子振動時，不同的位置位移不同，回復(fù)力也不同，那回復(fù)力與位移又有什么關(guān)系呢？式中F為回復(fù)力，x為偏離平衡位置的位移，k是勁度系數(shù)總結(jié)：如果質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置，質(zhì)點的運動就是簡諧運動。活動4.觀察振子從A→O→B→O→A的一個循環(huán)，這一循環(huán)可分為四個階段：A→O、O→B、B→O、O→A，分析在這四個階段中上述各物理量的變化，并將定性分析的結(jié)論填入表格中。AA→OOO→BBxvF,a動能勢能總機(jī)械能活動5.在四個階段中，x、F、a、v、Ek、Ep、E的大小變化可分為兩組，x、F、a、Ep為一組，v、Ek為另一組。試著畫出Ek、Ep、E的定性變化曲線。【達(dá)標(biāo)檢測】1.在簡諧運動中，振子每次經(jīng)過同一位置時，下列各組中描述振動的物理量總是相同的是（）A．速度、加速度、動能B．加速度、回復(fù)力和位移C．加速度、動能和位移D．位移、動能、回復(fù)力2.（拓展性作業(yè)）對于水平方向的彈簧振子，回復(fù)力就是彈簧的彈力，那豎直方向上的彈簧振子振動過程中是哪個力提供了回復(fù)力呢？平衡位置在哪里，試著進(jìn)行分析。3