简谐运动教学模式

1、“简谐运动”的问题探究式教学设计一.设计思想普通高中物理课程标准在课程目标中强调，要让学生“通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用”等。普通高中物理课程标准同时又指出：“教师教学中充分调动学生的学习积极性，让学生感到学习物理不仅仅是解题、记忆，而是对大自然规律的探索。”因此，让物理课堂教学体现物理学科的特点，既是物理新课程的呼唤，也是物理教师反思和实践的一个重要问题。“简谐运动”一节，采用问题探究式的教学模式，力求体现新课程的教学理念。二.教学过程（一）建立物理模型先给出如下系列实验仪器,观看视频：钢片的上下振动；竖直方向的

2、弹簧挂一重球并使其上下振动；单摆；放在气垫导轨上的滑片在左右两根弹簧的作用下振动。提问：上述实验现象有何共同特点？引导学生得出一是往复运动，二是有一个平衡位置，给出机械振动概念。学生举例在自然界中还哪些现象是振动？再进一步引导学生思考：上述实验现象中，你认为哪一个最简单？为什么？学生讨论、分析（此过程中，学生会从动力学、能量等不同角度分析上述实验现象，最终认为放在气垫导轨上的滑片在左右两根弹簧的作用下振动是最简单的）然后再追问：还有比它更简单的吗？它忽略了哪些因素？引导学生自己建立水平方向弹簧振子的这一理想化模型。（二）构建物理概念提问：水平方向的弹簧振子在永不停息地运动着，我们该如何研究它的

3、运动规律？学生：弹簧振子的运动具有周期性，我们可以取它的一个周期进行研究。在肯定学生取一个周期进行研究的同时进一步提问：但这一个周期内的运动也挺复杂的，我们还能否再继续对它进行分段研究？让学生掌握对周期性运动的分析方法后，引导学生分析AO、OA、AO、OA各段的运动性质分别是加速度变小的加速运动、加速度变大的减速运动、加速度变小的加速运动、加速度变大的减速运动。提出：对运动性质的描述除了速度、加速度，还涉及位移用来描述位置的变化，那么在这个运动中，如果我们用初位置到末位置的有向线段来表示位置的变化，你觉得它能确定物理在某一时刻的位置吗？学生讨论后会提出如果初位置没有固定的话，上述的表示方法是无

4、法物体在某一时刻位置的。于是追问：如果初位置固定，哪可以确定某一时刻的位置吗？如果能，以哪个位置作为固定的初始位置比较好呢？由此得到在振动中所说的位移，都是指偏离平衡位置的位移。是指在某一时刻的位置。讨论：位移、速度和加速度都是矢量，除了大小还有方向，那么在水平方向的弹簧振子中，振子做直线运动，我们用什么方法来比较简单的表示方向的变化？引导学生可用正负号表示直线运动中方向后，提出如果我们规定向右为正方向，请学生分析下表中前三个物理量（位移x、速度v、加速度a）的变化。 振子的运动AOOAAOOAx方向    大小  

5、0; v方向    大小    a方向    大小    F方向    大小     提问：振子为什么做周期性的往复运动？学生讨论分析后得到是因为在这个运动中，弹簧的弹力方向始终指向平衡位置O。给出回复力的概念。强调回复力是按力的作用效果命名的。学生分析上表中回复力F的变化。 （三）探究物理规律提问：前面我们已经分析了水平方向弹

6、簧振子的运动性质及其为何会这样运动，现在请同学思考，在上述描述运动性质的三个物理量位移、速度、加速度中，选择哪个物理量与描述运动原因的物理量回复力之间的关系来表示这个运动的规律比较合适？学生讨论：F与a：方向始终相同，大小同增同减。（只有共性，F=ma）F与v：方向时同时反，大小此增彼减。（关系复杂，无法用简单的数学公式表示）F与x：方向始终相反，大小同增同减。（关系独具个性，F= -kx，k为常数）由此得到这里F与x的关系能够表示弹簧振子独特的运动规律。从而得到简谐运动的定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。 （四）应用物理规律分析前面视频中观察到的运动是否属于简谐运动？ 三.教学体会在问题探究式的教学模式中，以问题链作为教学过程的纽带，其关键在于提出的问题是否紧扣教学主题，能否引发学生的认知冲突，所提的问题是否在学生的