“简谐运动的图象”的创新教案

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1、“简谐运动的图象”的创新教案浙江奉化中学徐巧飞(315500)用图象来描述物体的运动是研究物体运动的重要手段之一，那么用“简谐运动的图象”来描述物体的振动情况是学习简谐运动重要手段之一。教材大大强化了图象的得出，并化大篇幅讲述了振动图象在实际中的应用，扩展了学生的视线，在最后用运动合成的原理讲述了对复杂的非简谐运动的处理方法。笔者尝试用探究式教学开展“简谐运动的图象”这一节的教学。一、教学目标1．知识与技能目标：知道振动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦函数曲线，能根据图象知道振动的

2、振幅、周期和频率。2．过程与方法目标：以学生为中心的探究式教学，过程：发现问题→设计方案→进行实验→再发现问题→解决问题→得出结论；方法：讨论法、演绎法、归纳法。3．意识目标（情感、态度和价值观）：通过自己设计实验、动手操作实验，提高实验设计能力与实验操作能力；培养科学的思维能力,团队合作的精神：培养学生应用数学解决物理问题的能力。二、教学的重点与难点教学的重点：知道简谐运动图象的物理意义。教学的难点:简谐运动图象的得出，即知道图象表达的是一个质点的位移随时间变化关系。三、教学用具铁架台（两台）、小

3、铁球（系有细线）、果冻的塑料外壳及一根缝衣针（学生自带）、细线、大铁夹子、白纸、红墨水（一瓶）、长木板、多媒体设施四、实施方式流程图将学生分为六大组，7~8个同学一组，并围成一圈（便于小组实验与小组内交流、合作）↓发现问题↓设计方案↓各小组交换意见↓肯定好方案并实验得出图线↓引导学生完善图线↓得出结论↓结合多媒体巩固↓总结巩固五、教学过程1．通过实验创设物理情境，提出问题（这节课在多媒体教室内上）（教师讲述）：我们在“简谐运动”一节的教学中谈到摆钟摆锤上各点的运动也是简谐运动，请大家看看桌面上的东西

4、，想办法组建一个简单的摆。（大多学生都能独立地完成，教师加以肯定并继续引出习题）（教师讲述）：对，用一根不可伸长的长细线，拴一小铁球就是一个摆，让摆球作小幅度的摆动，则摆球所做的运动就是简谐运动；仔细观察小铁球的运动，你会发现它和弹簧振子一样在平衡位置（最低点O）附近作往复运动，运动轨迹只在最大位移之间。习题（多媒体显示）假设你手中的摆简谐运动周期为1.8s（如图1），振幅为2cm，其中摆球从O点向右第一次到C点所需时间为0.3s，则（1）从C→B→C所需时间为多少？（2）以振子从O点出发向右运动开

5、始计时，第二次到达O点是什么时刻？第三次到达？第四次？┅┅┅图（1）（学生在上节课的基础上大多能完成，教师将所得的答案如下图排列，在多媒体中显示）（教师引导学生发现问题）：大家想想还有其它记录物体运动的方法吗？（学生）：用表格记录（将表格用多媒体显示）次序0第一次第二次第三次第四次第五次第六次时间t/s00.30.62.12.43.94.2（教师）：对，用表格也可以描述一个物体的运动，这我们在研究匀速直线运动时，曾使用过；但当进我们也指出了表格描述运动的缺点，那么我们还能用什么方法描述物体的运动？（

6、学生）：图象法（慢慢地引出问题）：对，在第十章我们用图象法(s-t,v-t)，描述了匀速直线运动物体的运动，那简谐运动物体的位移图象是怎样的呢？（教师提示）：看看桌面上所给的实验器材，设计一个好的方案来，怎样通过实验得出它？２．小组讨论设计方案（教师）：以组为单位大家讨论。（教师在小组间多走动、观察，注意其中较为典型的好方案及有缺陷的方案；时间差不多时，叫每组代表带仪器到讲台上简要地讲述自己的方案，教师在黑板上简单地记录方案）（学生的方案）：（1）用铁架台将绳子绕在铁棒上，绳子下端系一小球，在小球来

7、回运动中多取几个点，一个同学看表并记录时间，一个同学看球经过各个点并报出小球经过的各个点，再用定点法画出位移图象。（2）用盛水的果冻壳代替小球，其它同上。（3）也是用盛红墨水的果冻壳代替小球，但在果冻壳的底部打一个小孔，在摆动过程中让红墨水从底部漏出来，掉在白纸上记录运动轨迹。（教师提醒并指出有各方案的缺陷）：（1）绳绕在铁棒上绳长在摆动的过程中会改变，该怎么改进？（2）用绳子将果冻壳系在铁棒上绳长不易调节，果冻壳的碗口不易调水平可以怎么改进一下？（3）摆往复运动，路径是重合在一起的，从果冻壳中漏出

8、来的墨水全都洒一一起了，最好能按时间的前后分开来？（学生改进）：（1）绳子系在铁棒上（2）用铁夹夹绳子代替绳子系在铁棒上（3）匀速地拉动辅在长木板上的白纸，让红墨水分开来。（其中较好的方案如右图所示，用多媒体显示。）３．学生自己动手实验（教师）：根据本小组的情况，挑选一个好的方案进行实验，得出实验结果。（教师将其中较好的图线放到黑板上，将所有的Ｃ点用一直线连起来，并在各个不同的Ｃ点下方注上时刻，如下图。）（引导学生联系摆球的实际运动情况，标出每次过Ｃ点时的运动方向，如