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教学设计 课题：《机械振动 简谐运动》 三维目标 知识与技能： 1、知道什么是机械振动。 2、认识弹簧振子，知道其理想化的条件。、 3、知道弹簧振子的位移—时间图象描绘的方法。 4、知道简谐运动的定义和图象。 过程与方法： 1、通过观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。 2、经历对简谐运动位移—时间图象的探究过程，加深用验证法和拟合法描绘振子运动的方法。 情感态度与价值观： 1、通过用笔振动来模拟弹簧振子的位移—时间图象，培养学生动手能力和合作能力。 2、通过频闪照相法和DIS实验处理问题，体会现代化、信息化的实验在物理课堂中的作用。 重点 形成简谐运动的概念和认识它的位移—时间函数图象 难点 简谐运动位移—时间函数关系的建立 课时安排 1课时 教学准备 DIS实验系统、位移传感器、教学课件、多媒体设备、摆钟模型、音叉（两个）、弹簧片、气垫导轨、铁架台、白纸等。 教学方式 阐述、实验演示、图片展示、做一做、DIS实验、思考与讨论、问题与练习等。 教材分析和教学安排 本节课首先通过身边和实际的例子引出振动的概念；而后按从简单到复杂、从特殊到一般的思路，从运动学的角度认识弹簧振子，通过演示和学生动手做得出弹簧振子的图象，猜测图象满足什么数学关系，再通过DIS采集和分析数据，得到弹簧振子的位移—时间图象是一条正弦曲线，从而得到简谐运动的定义，最后回归生活和应用举例，使学生进一步理解弹簧振子的位移—时间图象。 教 学 过 程 导入过程—— 实验导入 演示实验：钟摆模型的摆动，弹簧片的振动、敲击音叉使之发声 投影：玩具木马的摆动、小鸟飞离枝头 提问：这些运动有什么共同点？ 设计思想：让学生仔细观察这些物体的运动，引导学生分析物体在某位置附近做往复运动，找到机械振动的特点，有利于概念的引出。学生通过有引导、有目的的观察，可以自主归纳出振动的基本特征，掌握机械振动这种运动形式的特点。 新课教学： 一、机械振动 1、定义：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动（振动） 2、基本特征：“空间运动”的往复性 “时间”上的周期性 二、简谐运动 导入弹簧振子过程——（演示）气垫导轨上滑块的运动 设计思想：学生观察到滑块一段时间后会停止下来，再假设没有摩擦力，滑块会怎么运动，从实际的运动到模型理想化，得到弹簧振子的理想化条件。 弹簧振子： 定义：小球和弹簧所组成的系统。 理想化条件： ①小球看成质点 ②忽略弹簧质量 ③忽略摩擦力 平衡位置：小球原来静止时的位置 （演示）水平弹簧振子和竖直弹簧振子的运动 设计思想：通过实际的例子加深对弹簧振子模型的感性认识。 2、弹簧振子的位移—时间图象 位移x: 振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。在平衡位置的右边时位移为正，在平衡位置的左边时位移为负。如图一所示，是振子在A、B位置的位移xA和xB 。 获得弹簧振子的位移—时间图象的方法： （1） 频闪照相法 如图二是弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔0.05s闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，相邻两个像之间相隔0.05s。 思考与讨论：① 为什么底片要匀速运动？ ② 能否从照片上找出小球在某时刻所出的位置？ 设计思想：通过问题①的思考，学生可以理解可以用相同的位移表示相同的时间，把不易直接表示的时间用位移直观的表现出来。通过问题②的思考可以加强对位移—时间图象的理解，找到图象上每个时刻对应小球所处的位置和运动的方向。 （2）记录法 （演示）在水平弹簧振子的下面安装一只绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速移动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。 （学生分组实验）两人合作，模拟振动曲线的记录装置。一人用铅笔在白纸上振动，另一人匀速拖动白纸。 设计思想：通过对频闪照相法的理解，学生很快想到应该匀速拉动白纸，类似照相底片，并能理解怎样在拉动方向上表示时间的坐标刻度。能够使学生把理论知识应用到实际的实验中。通过亲手绘制，对位移—时间图象有直观的视觉冲击，会记忆更深。 （举例）记录法在生活中的应用：心电图仪、绘制地震曲线等。 3、简谐运动及其图象 设计思想：从频闪照片和绘制的位移—时间图象猜测满足哪种数学关系（学生立刻看出是正弦函数图象），再顺着学生猜测的结果介绍验证结论的方法。可以培养学生从假设到验证解决问题的方法，增加他们的成就感。 验证猜想的方法——确定弹簧振子的位移与时间的关系： 方法一 验证法：假定此曲线是正弦曲线，用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的正弦函数的表达式。再选中小球的