(教学设计)第2章 第1节 简谐运动2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

(教学设计)第2章第1节简谐运动2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析“(教学设计)第2章第1节简谐运动”是2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）的内容。本节课主要介绍了简谐运动的定义、特点以及描述简谐运动的物理量。通过本节课的学习，学生能够理解简谐运动的概念，掌握其特点，并能够运用相关物理量描述简谐运动。本节课与生活实际紧密相连，通过实例让学生感受物理与生活的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。同时，本节课也为后续学习复杂振动系统奠定基础。二、核心素养目标本节课的核心素养目标包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度。通过学习简谐运动的概念和特点，学生能够建立正确的物理观念，理解并运用物理知识描述实际问题。在分析简谐运动的过程中，学生将培养逻辑思维和科学探究能力，学会运用科学方法解决问题。同时，学生将能够在探究过程中体验科学研究的乐趣，培养积极的科学态度。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了物理基础知识，如运动和力的关系、平面振动等。他们应该能够理解物体运动的基本概念，并能够运用基本的物理公式进行计算。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中生对物理的学习兴趣各异，有的学生对理论分析感兴趣，有的学生则更喜欢通过实验来理解物理现象。在学习能力方面，学生应该具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力。在学习风格上，有的学生喜欢自主学习，有的学生则更倾向于合作学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习简谐运动的概念和特点时，学生可能会对周期性运动的理解感到困惑。描述简谐运动的物理量时，学生可能会遇到如何将实际问题转化为物理模型的挑战。此外，学生可能对如何运用物理知识解决实际问题感到困难，需要教师通过实例和练习进行引导和帮助。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、物理实验器材（如弹簧、小球等）、白板和粉笔。

2.课程平台：学校提供的教学管理系统，如在线课程平台、作业提交系统等。

3.信息化资源：与简谐运动相关的教学视频、动画、图表和演示软件。

4.教学手段：讲授法、实验法、讨论法、问题解决法、小组合作学习等。五、教学过程1.导入（5分钟）

“同学们，大家好！今天我们要学习的是关于简谐运动的内容。在开始正式学习之前，我想请大家思考一个问题：你们在日常生活中是否曾经遇到过类似简谐运动的现象呢？”通过这个问题，激发学生的兴趣和思考，为后续的学习打下基础。

2.概念探究（15分钟）

“接下来，我们来正式学习简谐运动的概念。请同学们打开教材，阅读第2章第1节的相关内容。在阅读的过程中，请大家关注以下几个问题：简谐运动的定义是什么？简谐运动的特点有哪些？”

学生阅读教材，教师巡回指导，解答学生的疑问。之后，教师总结简谐运动的概念和特点，并进行讲解。

3.物理量描述（15分钟）

“了解了简谐运动的概念和特点之后，我们接下来学习如何描述简谐运动。请同学们再次翻开教材，阅读关于描述简谐运动的物理量的部分。在阅读过程中，请大家关注以下问题：位移、速度、加速度等物理量在简谐运动中的特点是什么？”

学生阅读教材，教师巡回指导，解答学生的疑问。之后，教师进行讲解，并通过示例让学生理解这些物理量的含义和应用。

4.实例分析（20分钟）

“现在，我们已经学习了简谐运动的概念、特点和描述简谐运动的物理量。接下来，我们通过一些实例来分析实际问题中的简谐运动。请大家观看大屏幕上的实例动画，并思考以下问题：这个实例中体现了简谐运动的哪些特点？如何运用我们学过的物理量来描述这个简谐运动？”

教师播放实例动画，学生观看并思考，教师巡回指导，解答学生的疑问。之后，教师引导学生进行讨论，总结分析结果。

5.实验操作（20分钟）

“现在，我们来进行实验操作。请大家按照实验步骤，完成实验。在实验过程中，请大家注意观察并记录实验数据。”

学生分组进行实验，教师巡回指导，解答学生的疑问。实验结束后，教师组织学生进行实验结果的讨论和分析。

6.总结与反思（10分钟）

“通过今天的学习，我们了解了简谐运动的概念、特点和描述简谐运动的物理量。请大家回顾一下自己的学习过程，思考一下：你认为自己掌握了哪些知识？还存在哪些疑问？”

学生进行总结和反思，教师巡回指导，解答学生的疑问。之后，教师对课堂内容进行简要回顾，强调重点知识。

7.作业布置（5分钟）

“请大家根据今天的课堂内容，完成课后作业。作业包括：一是请运用我们学过的知识，分析并解答一道与简谐运动相关的实际问题；二是请总结本节课的学习收获，并结合自己的学习情况，提出自己的学习计划。”

教师布置作业，学生领取作业，课堂结束。六、教学资源拓展六、教学资源拓展

1.拓展资源：

（1）物理实验：为了加深学生对简谐运动的理解，可以进行一些与简谐运动相关的物理实验，如弹簧振子实验、单摆实验等。通过实验观察和数据分析，学生可以更好地理解简谐运动的特点和描述简谐运动的物理量。

（2）实际问题分析：让学生收集一些与简谐运动相关的实际问题，如音乐乐器中的振动、工程结构中的振动等。通过分析这些问题，学生可以将所学的物理知识应用到实际生活中，提高解决实际问题的能力。

（3）多媒体资源：利用多媒体资源，如视频、动画等，展示一些复杂的简谐运动现象，如地震波、声波等。通过观看这些多媒体资源，学生可以直观地了解简谐运动的特点和应用。

2.拓展建议：

（1）小组讨论：组织学生进行小组讨论，让学生分享自己收集的实际问题，并共同分析问题。通过小组讨论，学生可以互相学习，提高解决问题的能力。

（2）研究性学习：鼓励学生进行研究性学习，选择一个与简谐运动相关的课题进行深入研究。学生可以通过查阅资料、进行实验等方式，全面了解课题的相关知识，并撰写研究报告。

（3）跨学科学习：引导学生将物理知识与其他学科相结合，如数学、化学等。例如，可以让学生研究简谐运动中的数学模型，或者简谐运动在化学反应中的应用等。通过跨学科学习，学生可以拓宽知识面，提高综合运用知识的能力。七、重点题型整理为了巩固本节课所学的知识点，以下是对本节课重点题型的整理和补充说明：

题型1：简谐运动概念的理解

例题：判断以下运动是否为简谐运动，并说明理由。

答案：判断一个运动是否为简谐运动，需要满足以下条件：1）物体运动的加速度与位移成正比，且方向相反；2）物体运动的加速度始终指向平衡位置；3）物体运动具有周期性。根据这些条件，可以判断出哪些运动是简谐运动。

题型2：简谐运动特点的描述

例题：描述简谐运动的特点。

答案：简谐运动的特点包括：1）物体运动的加速度与位移成正比，且方向相反；2）物体运动的加速度始终指向平衡位置；3）物体运动具有周期性；4）物体在平衡位置附近的运动轨迹呈正弦或余弦曲线。

题型3：简谐运动物理量的应用

例题：一个弹簧振子在平衡位置附近做简谐振动，已知其位移x随时间t的变化关系为x=Acos(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。求该振子的速度v和加速度a随时间t的变化关系。

答案：速度v=Aωsin(ωt+φ)，加速度a=-Aω²cos(ωt+φ)。

题型4：实际问题中的简谐运动分析

例题：一辆汽车在平直公路上行驶，其速度v随时间t的变化关系为v=V0cos(ωt)，其中V0为初速度，ω为角频率。求该汽车的加速度a随时间t的变化关系，并判断该汽车的运动是否为简谐运动。

答案：加速度a=-V0ω²sin(ωt)。由于加速度与速度不满足简谐运动的条件，所以该汽车的运动不是简谐运动。

题型5：简谐运动在工程中的应用

例题：某桥梁在受到风力作用时，其振动频率与风力频率相同，导致发生共振现象。为了防止共振，可以采取以下措施中的哪一个？

A.增加桥梁的阻尼

B.减小桥梁的固有频率

C.增大风速

D.增加桥梁的质量

答案：A.增加桥梁的阻尼。通过增加桥梁的阻尼，可以增加桥梁的阻尼系数，从而减小桥梁的振动幅度，防止共振现象的发生。八、板书设计1.重点知识点：

①简谐运动的定义和特点

②描述简谐运动的物理量：位移、速度、加速度

③实际问题中的简谐运动分析

④简谐运动在工程中的应用

2.关键词：

①简谐运动、振动、周期性、振幅、角频率

②位移、速度、加速度、正弦、余弦

③实际问题、动力学、阻尼、共振

4.板书句：

①简谐运动：振动+周期性+振幅+角频率

②位移、速度、加速度：关系式、图像、物理意义

③实际问题分析：案例展示、步骤解析

④工程应用：案例展示、原理解释

5.艺术性和趣味性：

①使用图示、图标、颜色等方式，使板书更具视觉吸引力

②通过提问、互动等方式，引导学生积极参与课堂讨论

③设计有趣的物理实验或现象，激发学生的好奇心和学习兴趣

④结合生活实际，让学生感受到物理知识的实用性和趣味性教学反思与总结1.教学反思：

在本节课的教学中，我尝试采用了多种教学方法和策略，例如通过实例分析、实验操作等，让学生更好地理解简谐运动的概念和特点。在教学过程中，我发现学生在理解简谐运动的特点方面存在一定的困难，因此在课堂上我花了较多的时间进行讲解和引导，帮助学生建立起正确的物理观念。

同时，