2.2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述教學(xué)設(shè)計(jì)

“教學(xué)評(píng)”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)課時(shí)設(shè)計(jì)課題簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述課型新授課eq\o\ac(□,√)復(fù)習(xí)課□試卷講評(píng)課□其他課□授課班級(jí)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述是上一節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的延續(xù)，教材基于上節(jié)內(nèi)容中“做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體位移與運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系”引出數(shù)學(xué)上的正弦函數(shù)，教材根據(jù)正弦函數(shù)的性質(zhì)和特點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出圓頻率與周期之間的關(guān)系，這種利用邏輯思維的方法，有利于學(xué)生建立和理解兩者之間的關(guān)系。相位這個(gè)概念是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)，教材并沒有對(duì)相位這個(gè)概念提出很高的教學(xué)要求，而是通過數(shù)學(xué)表達(dá)式、演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在觀察、思考中對(duì)兩個(gè)振動(dòng)的相位進(jìn)行感受和比較，這有利于化解難點(diǎn)。在本章真實(shí)情境任務(wù)“描述新的運(yùn)動(dòng)形式”的引領(lǐng)下，本節(jié)重點(diǎn)解決的問題是如何從運(yùn)動(dòng)學(xué)的特征描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特性。從真實(shí)情境出發(fā)，以解決問題為目標(biāo)，結(jié)合數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)給出描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量(振幅、周期和頻率、相位)及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在任意時(shí)刻位移的表達(dá)式，在運(yùn)用所學(xué)的過程中生成新的問題，為下一課時(shí)任務(wù)做好鋪墊。學(xué)習(xí)者分析學(xué)生在學(xué)習(xí)了描述物體圓周運(yùn)動(dòng)物理量后，對(duì)周期與頻率描述并不難接受，通過在上節(jié)課中經(jīng)歷探究彈簧振子位移--時(shí)間關(guān)系的過程中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性，但對(duì)振幅和相位的意義理解是一個(gè)新問題，因此要通過區(qū)分位移、振幅、路程的概念，加深學(xué)生對(duì)振幅與相位的理解。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀念：知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的幾個(gè)基本參數(shù)的概念及物理意義?？茖W(xué)思維：通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)周期、振幅、頻率、相位等相關(guān)概念的認(rèn)識(shí)與理解的過程，引導(dǎo)學(xué)生找到各物理量之間的關(guān)系，提升學(xué)生的辯證思維與科學(xué)推導(dǎo)物理問題的能力?？茖W(xué)探究：通過對(duì)彈簧振子周期測(cè)定，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及解決實(shí)際問題的能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，養(yǎng)成善于觀察、辯證，能夠理論結(jié)合實(shí)際從而解決物理問題的學(xué)習(xí)態(tài)度。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、導(dǎo)學(xué)案、視頻?；顒?dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)評(píng)價(jià)任務(wù)知識(shí)回顧（導(dǎo)學(xué)案，要求學(xué)生課前完成）設(shè)置情景引入在前面我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，那么首先我們先來回顧以下幾個(gè)概念。1什么是機(jī)械運(yùn)動(dòng)？2什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？我們用位移、速度、加速度等物理量來描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特征，用角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征。那么我們哪些量來描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征呢？思考，討論并回答問題引導(dǎo)學(xué)生鞏固簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)概念，體會(huì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性與對(duì)稱性探索新知：知識(shí)點(diǎn)一：、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量通過觀察彈簧振子運(yùn)動(dòng)的演示視頻，引入新課。安排學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，回答什么是周期和頻率通過試驗(yàn)探究:周期與振幅、周期與彈簧勁度系數(shù)、周期與振子的質(zhì)量關(guān)系，得出結(jié)論。列舉生活中的振動(dòng)固有頻率和周期例子通過實(shí)驗(yàn)視頻，理解相位的概念。觀察察模擬彈簧振子運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)范圍定義振幅′′1.振幅（1）定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離.用A表示.（2）單位：在國際單位制中，振幅的單位是米（m）.（3）物理意義：表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅越大，表示振動(dòng)越強(qiáng)。2.深入理解及時(shí)討論：上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了振動(dòng)物體的位移，本節(jié)我們認(rèn)識(shí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅。有人說振幅只不過是振動(dòng)中位移的一個(gè)特殊值而已，你是否贊同這個(gè)觀點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生通過類比，深入辨析位移與振幅這兩個(gè)概念。（二）繼續(xù)觀察模擬的彈簧振子實(shí)驗(yàn)思考如何定義周期1.觀察理解定義全振動(dòng)（1）如何理解一次全振動(dòng)呢？以水平振子為例從O點(diǎn)出發(fā)O—D—B—D—O是一次全振動(dòng)嗎？（2）若從振子經(jīng)過C向右起，經(jīng)過怎樣的運(yùn)動(dòng)才叫完成一次全振動(dòng)？（3）結(jié)合位移時(shí)間圖理解全振動(dòng)的概念（4）小結(jié)全振動(dòng)的特點(diǎn)在判斷是否為一次全振動(dòng)時(shí)不僅要看是否回到了原位置，而且到達(dá)該位置的振動(dòng)狀態(tài)（速度）也必須相同，才能說完成了一次全振動(dòng)。只有物體振動(dòng)狀態(tài)再次恢復(fù)到與起始時(shí)刻完全相同時(shí)，物體才完成一次全振動(dòng)。振動(dòng)物體以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程，也就是連續(xù)的兩次位置和振動(dòng)狀態(tài)都相同時(shí)所經(jīng)歷的過程，叫做一次全振動(dòng)。一次全振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的最小運(yùn)動(dòng)單元，振子的運(yùn)動(dòng)過程就是這一單元運(yùn)動(dòng)的不斷重復(fù)?！洹?.周期（1）定義：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，叫做振動(dòng)的周期，用T表示.（2）單位：在國際單位制中，周期的單位是秒（s）.（3）物理意義：表示振動(dòng)的快慢，周期越長(zhǎng)表示物體振動(dòng)得越慢，周期越短表示物體振動(dòng)得越快.3.頻率（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，叫做振動(dòng)的頻率.用f表示.（2）單位：在國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz）.（3）物理意義：頻率是表示物體振動(dòng)快慢的物理量，頻率越大表示振動(dòng)得越快，頻率越小表示振動(dòng)得越慢.（4）周期與頻率的關(guān)系：4.拓展探究如圖所示，為一個(gè)豎直方向振動(dòng)的彈簧振子，O為靜止時(shí)的位置，當(dāng)把振子拉到下方的B位置后，從靜止釋放，振子將在AB之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，給你一個(gè)秒表，怎樣測(cè)出振子的振動(dòng)周期T？5.實(shí)驗(yàn)探究猜想彈簧振子的振動(dòng)周期可能由哪些因素決定?如何驗(yàn)證你的猜想呢？探究一：探究周期與振幅的關(guān)系探究二：探究周期與彈簧勁度系數(shù)的關(guān)系探究三：探究周期與彈簧振子質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過上述我們知道彈簧振子的振動(dòng)周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無關(guān)，所以常把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。6.拓展了解（三）觀察實(shí)驗(yàn)思考兩個(gè)振幅和周期都相同的彈簧振子其振動(dòng)情況是否相同呢？要詳盡地描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，只有周期（或頻率）和振幅是不夠的，在物理學(xué)中我們用不同的相位來描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的不同階段。相位（1）物理意義:是表示物體振動(dòng)步調(diào)的物理量。（2）單位:弧度觀察實(shí)驗(yàn)視頻通過視頻演示，知道全振動(dòng)閱讀教材，了解周期和頻率。分析并回答問題，小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。觀察圖片。觀察演示試驗(yàn)視頻，思考振動(dòng)不同原因。通過觀察理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅，會(huì)定義振幅通過概念辨析理解振幅與位移的區(qū)別和聯(lián)系通過深入思考理解全振動(dòng)的概念。引導(dǎo)學(xué)生理解周期頻率引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用積累的方法來測(cè)量微小物理量通過猜想假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)，總結(jié)結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力與對(duì)比分析能力了解生活中一些振動(dòng)的固有周期和頻率通過觀察實(shí)驗(yàn)理解相位的概念探索新知：知識(shí)點(diǎn)二：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式通過學(xué)習(xí)振幅、周期、相位等概念總結(jié)出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式，理解各物理量的意義。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移x和時(shí)間t的關(guān)系可以用正弦或余弦曲線來表示，剛剛我們又學(xué)習(xí)了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量A、Ｔ、f、，那么根據(jù)三角函數(shù)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們思考一下x和t的關(guān)系可以寫成什么樣的表達(dá)式呢？1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ)2．各量的物理含義：(1)圓頻率：表達(dá)式中的ω稱做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率，它表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體振動(dòng)的快慢。與周期T及頻率f的關(guān)系：ω＝＝2πf；(2)φ表示t＝0時(shí)，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所處的狀態(tài)，稱為初相位或初相。ωt＋φ代表做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻處在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的哪個(gè)狀態(tài)，所以代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位。3．從運(yùn)動(dòng)方程中得到的物理量：振幅、周期和圓頻率、初相位，因此可應(yīng)用運(yùn)動(dòng)方程和ω＝2πf對(duì)兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)比較周期、振幅和計(jì)算相位差。4.借助表達(dá)式深入理解相位差。閱讀教材寫出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。通過閱讀教材理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式中各物理量的意義。課堂練習(xí)例1.彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，BC相距20cm，某時(shí)刻振子處于B點(diǎn)，經(jīng)過1s，振子首次到達(dá)C點(diǎn)，求：振子的振幅；（2）振子的周期和頻率；（3）振子在2.5s內(nèi)通過的路程及位移大小。小結(jié)經(jīng)驗(yàn)：例2.關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期,以下說法正確的是()A.間隔一個(gè)周期的整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻物體的振動(dòng)情況相同B.間隔半個(gè)周期的奇數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻,物