2024-2025学年新教材高中物理 第二章 机械振动 2 简谐运动的描述教学实录 新人教版选择性必修第一册

2024-2025学年新教材高中物理第二章机械振动2简谐运动的描述教学实录新人教版选择性必修第一册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：简谐运动的描述

2.教学年级和班级：高一年级

3.授课时间：2024年9月15日，第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生运用物理概念描述和解释简谐运动现象的能力。

2.培养学生通过实验探究简谐运动规律，提高实验操作和数据分析能力。

3.培养学生运用数学工具（如函数、微积分）解决物理问题的能力。

4.培养学生科学探究精神和创新意识，提高科学思维品质。学情分析高一年级学生在学习物理学科时，普遍表现出以下特点：

1.知识基础：学生在初中阶段已经接触了基本的物理概念，如运动、力、能量等，但对机械振动和简谐运动的相关知识了解有限，需要通过本节课的学习来构建和完善相关知识体系。

2.能力水平：学生的抽象思维能力逐渐增强，能够理解基本的物理规律，但在处理复杂问题时，逻辑推理和数学运算能力仍需提高。此外，学生的实验操作技能和数据分析能力有待加强。

3.素质发展：学生在科学素养方面有一定基础，但对科学探究和创新的兴趣和参与度有待提高。部分学生可能存在学习兴趣不浓、课堂参与度不高的问题。

4.行为习惯：部分学生存在上课注意力不集中、学习态度不端正的情况，这可能会影响课程学习的效果。同时，学生在合作学习、小组讨论等方面的沟通与合作能力也有待提高。

这些学情特点对课程学习产生以下影响：

1.教师需在教学中注重知识体系的构建，引导学生理解简谐运动的基本概念和规律。

2.加强实验教学，提高学生的实验操作技能和数据分析能力。

3.激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度，培养学生的科学探究精神和创新意识。

4.关注学生的个体差异，针对不同学生的学习特点，采取分层教学策略，确保每位学生都能在课程学习中取得进步。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-硬件资源：物理实验台、计时器、传感器、计算机、投影仪

-课程平台：学校物理教学资源库、网络教学平台

-信息化资源：简谐运动动画视频、在线实验指导、物理教学软件

-教学手段：板书、PPT演示、多媒体教学、小组讨论、实验操作指导教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.播放一段关于日常生活中的简谐运动实例视频，如摆动的钟摆、弹跳的皮球等。

2.提问：同学们在视频中看到了哪些简谐运动？它们有什么特点？

3.引导学生思考简谐运动在日常生活中的应用，激发学习兴趣。

二、讲授新课（15分钟）

1.简谐运动的定义：向心力与回复力相等且方向相反的周期性运动。

2.简谐运动的描述：振动方程、位移、速度、加速度等基本概念。

3.简谐运动的图象：位移-时间图象、速度-时间图象、加速度-时间图象。

4.简谐运动的周期和频率：周期公式、频率公式、周期与频率的关系。

5.简谐运动的能量：势能、动能、总能量。

6.简谐运动的数学描述：微分方程、解法、物理意义。

三、巩固练习（10分钟）

1.学生独立完成课本中的例题，巩固对简谐运动概念的理解。

2.小组讨论，交流解题思路，分享解题方法。

3.教师选取典型习题，讲解解题步骤和注意事项。

四、课堂提问（5分钟）

1.提问：简谐运动的周期与哪些因素有关？

2.提问：简谐运动的位移、速度、加速度是如何变化的？

3.提问：简谐运动的能量是如何转化的？

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师引导学生思考简谐运动在生活中的应用，如钟摆、弹簧振子等。

2.学生分享自己发现的简谐运动实例，并分析其特点。

3.教师总结简谐运动在物理学和其他学科中的应用。

六、核心素养拓展（5分钟）

1.教师引导学生思考简谐运动在物理学中的地位和作用。

2.学生讨论简谐运动与振动、波动等物理现象的联系。

3.教师总结简谐运动在物理学中的重要性。

七、课堂小结（5分钟）

1.回顾本节课所学内容，强调简谐运动的基本概念和规律。

2.学生总结简谐运动在生活中的应用，分享自己的收获。

3.教师布置课后作业，巩固学生对本节课内容的掌握。

教学过程流程：

1.导入环节：5分钟

2.讲授新课：15分钟

3.巩固练习：10分钟

4.课堂提问：5分钟

5.师生互动环节：5分钟

6.核心素养拓展：5分钟

7.课堂小结：5分钟

总用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-简谐运动的物理模型：介绍单摆、弹簧振子等常见的简谐运动模型，以及它们在实际物理现象中的应用，如地震波、声波传播等。

-简谐运动的历史：简要介绍简谐运动的研究历史，包括伽利略、惠更斯等科学家对简谐运动的研究成果。

-简谐运动的数学描述：探讨简谐运动的微分方程，以及其在物理学中的应用，如振动系统、波动方程等。

-简谐运动的计算机模拟：介绍使用计算机软件（如MATLAB、Python等）模拟简谐运动的方法，以及如何通过模拟实验来验证理论。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读相关科普书籍或在线资料，深入了解简谐运动的历史背景和研究进展。

-鼓励学生参与物理实验，通过实际操作来观察和分析简谐运动的现象，如使用传感器记录弹簧振子的运动数据。

-学生可以利用网络资源，如在线课程、教育视频等，学习简谐运动的数学描述和计算机模拟技术。

-组织学生进行小组项目，让学生选择一个简谐运动实例，进行深入研究，包括理论分析、实验验证和成果展示。

-在课后，学生可以尝试解决一些与简谐运动相关的物理问题，如设计一个实验来测量弹簧振子的周期。

-鼓励学生参与科学竞赛或创新项目，将简谐运动的知识应用于实际问题解决中，如设计一个基于简谐运动的机械装置。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《物理学史上的简谐运动》——介绍简谐运动在物理学发展史上的重要地位和科学家们的研究成果。

-视频资源：《简谐运动实验演示》——展示不同类型的简谐运动实验，如弹簧振子、单摆等，以及它们的运动规律。

-实验指导：《如何设计简谐运动实验》——提供实验设计的基本步骤和注意事项，引导学生进行实验探究。

2.拓展要求：

-学生可以根据自己的兴趣选择阅读材料或观看视频资源，深入了解简谐运动的相关知识。

-鼓励学生在课后进行实验设计，利用家中或学校的简单器材，如弹簧、橡皮筋等，进行简谐运动的实验。

-实验过程中，学生需要记录实验数据，分析实验结果，并尝试解释实验现象。

-学生可以尝试将实验结果与课本中的理论知识进行对比，探讨实验结果与理论预测的一致性。

-学生可以撰写实验报告，总结实验过程、结果和分析，并提出自己的观点和建议。

-教师可以组织学生进行实验展示和讨论，分享实验经验和心得，促进知识的交流和共享。

-学生可以尝试将简谐运动的知识应用于解决实际问题，如设计一个简单的振动报警器或振动传感器。

-学生可以通过网络或图书馆资源，查找更多关于简谐运动的拓展资料，如振动系统的稳定性分析、简谐运动的数值模拟等。

-教师可以提供必要的指导和帮助，如解答学生在实验过程中遇到的问题，推荐相关的阅读材料或实验教程。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.本节课我们学习了简谐运动的基本概念，包括振动方程、位移、速度、加速度等。

2.通过实验和理论分析，我们了解了简谐运动的周期、频率和能量转化规律。

3.简谐运动在物理学中具有重要的地位，它广泛应用于振动系统、波动现象等领域。

4.我们学习了如何运用数学工具（如微分方程、微积分）描述和分析简谐运动。

当堂检测：

1.选择题（每题2分，共10分）

-简谐运动的特点是（）

A.加速度与位移成正比

B.加速度与位移成反比

C.加速度与位移无关

D.加速度与位移平方成正比

-简谐运动的周期T与振幅A的关系是（）

A.T与A成正比

B.T与A成反比

C.T与A无关

D.T与A的平方成正比

-简谐运动的频率f与周期T的关系是（）

A.f与T成正比

B.f与T成反比

C.f与T无关

D.f与T的平方成正比

-简谐运动的能量守恒，下列说法正确的是（）

A.动能最大时，势能最小

B.势能最大时，动能最小

C.动能和势能之和始终保持不变

D.动能和势能之和会随时间变化

2.判断题（每题2分，共10分）

-简谐运动是一种匀速直线运动。（）

-简谐运动的加速度方向始终指向平衡位置。（）

-简谐运动的周期与振幅无关。（）

-简谐运动的能量守恒，即动能和势能之和始终保持不变。（）

-简谐运动的频率与振幅成正比。（）

3.简答题（每题5分，共15分）

-简述简谐运动的特点。

-解释简谐运动的周期、频率和能量转化规律。

-举例说明简谐运动在物理学中的应用。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设情境，激发兴趣：在导入环节，我通过播放与简谐运动相关的视频，让学生直观地感受到物理现象与生活的联系，从而激发学生的学习兴趣。

2.实验探究，培养能力：在讲授新课过程中，我注重实验演示和操作，让学生亲身体验简谐运动的规律，提高他们的实验操作和数据分析能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生基础参差不齐：部分学生对物理概念的理解较为困难，需要教师在教学中更加注重分层教学，针对不同层次的学生进行个性化指导。

2.教学方法单一：在讲解过程中，我主要采用讲授法，学生参与度不高，需要尝试更多互动式教学方法，提高学生的课堂参与度。

3.评价方式不够全面：目前主要依靠课堂提问和作业完成情况来评价学生的学习效果，缺乏对学生实验操作、合作学习等方面的评价。

反思改进措施（三）

1.分层教学，关注个体差异：针对学生基础参差不齐的问题，我将采用分层教学策略，为不同层次的学生提供个