简谐运动教学难点的分析与突破
简谐运动教学.doc
简谐运动教学作者：孙天河邹敏来源：《云南教育·高等教育研究》2012年第03期摘要：简谐运动是高中物理教学中的一个难点。
突破这一难点的关键是教学过程中物理科学研究方法优化与整合。
文章分析了简谐运动这节课的教学特点及教学中物理科学研究方法的优化与整合，以促进课堂的有效教学，提高物理教学的质量。
关键词：简谐运动；物理教学；物理方法简谐运动是高中物理力学中最复杂的一种运动，是高中物理教学的一个难点。
突破这一难点的关键是教学过程中物理科学研究方法的优化与整合，笔者结合自己的教学实践，谈谈对上述问题看法。
1 简谐运动的教学特点1 1 课程的综合性强简谐运动的教学是在学生学完了运动学、动力学及功和和能的知识的基础上展开的，而且既有概念教学又有规律教学，课程的综合性强。
1 2 涉及的物理科学研究方法多教学中既有实验观察和理论分析，也有理想模型法，还要用到数学方法来表示物理问题，所涉及的物理科学研究方法多。
1 3 知识应用广泛机械振动和机械波是一种比较复杂的机械运动形式，对它的研究为学生以后学习电磁振荡、电磁波和光的本性奠定了知识基础。
此外，机械振动和机械波的知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，而简谐运动是学习机械振动和机械波的基础，所以简谐运动的知识应用广泛。
2 简谐运动教学中物理方法的优化与整合让学生掌握物理科学研究方法是中学物理教学的主要目标之一。
物理科学研究方法渗透到了简谐振动教学的各个环节，贯穿了其整个教学过程。
2 1 在概念建立中物理科学研究方法的优化与整合在简谐运动教学中，教师首先要让学生通过实验观察分组讨论，然后他总结归纳出机构振动的定义。
教师可指导学生观察演示实验：（1）一端固定的钢板尺的振动[见图1（a）]；（2）单摆的振动[见图1（b）]；（3）弹簧振子的振动[见图1（c）（d）]；（4）穿在橡皮绳上的塑料球的小球的振动[见图1（e）]分组讨论观察的结果，找出几个实验中运动物体运动的共同点，总结出机械振动的定义。
《主题四 第一节 简谐运动》教学设计教学反思
《简谐运动》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的概念和特征。
2. 掌握简谐运动的运动学表示方法。
3. 学会用弹簧振子模型进行简谐运动的分析。
二、教学重难点1. 教学重点：简谐运动的概念和特征，弹簧振子模型的分析。
2. 教学难点：理解简谐运动的本质，能够根据实际情境判断是否为简谐运动。
三、教学准备1. 准备教学器材：弹簧振子模型、计时器、示波器、投影仪等。
2. 准备课程资料：简谐运动相关图片、视频、例题等。
3. 安排教学时间：本课时为单课时，约45分钟。
4. 设计课程流程：从概念引入→分析特征→运动学表示→弹簧振子模型分析，逐步展开教学内容。
四、教学过程：（一）引入1. 回顾高中物理中简谐运动的概念和特点。
2. 引入中职物理课程中的简谐运动，强调其在实际生产和生活中的应用。
（二）新课教学1. 讲解简谐运动的基本概念和原理。
（1）简谐运动的定义：物体在一定范围内，受到大小和方向随时间作正弦（或余弦）变化的力作用而产生的运动。
（2）简谐运动的特征：周期性、往复性、对称性。
2. 介绍简谐运动的数学表示方法——正弦函数和余弦函数。
（1）正弦函数的形式和特点。
（2）余弦函数的形式和特点。
3. 实例分析：通过弹簧振子模型，引导学生自己推导简谐运动的运动方程和位移-时间、速度-时间、加速度-时间曲线。
4. 讨论简谐运动的能量转化和守恒问题。
（1）简谐运动中能量的来源和转化方式。
（2）能量如何保持守恒。
5. 简谐运动的实际应用举例：弹簧、钟摆、振动筛等。
6. 布置思考题：简谐运动在实际应用中应该注意的问题和改进措施。
（三）课堂互动1. 组织小组讨论，让学生互相交流自己对简谐运动的理解和看法。
2. 邀请学生上台演示简谐运动，并对其运动过程进行讲解。
3. 针对学生的疑惑和问题进行解答和讨论。
（四）小结与作业1. 总结本节课的主要内容，强调简谐运动的重要性和应用价值。
2. 布置相关作业，包括理论题和实际应用题，以巩固学生对简谐运动的理解和应用。
简谐运动教材分析和教学建议
第一节 简谐运动
教材分析与教学建议
1．弹簧振子是一个理想化的模型，对于水平弹簧振子，为了突出影响物体运动的主要因素是弹力，而忽略了摩擦力；物体做平动，可以看作是一个质点，且忽略了弹簧的质量．这种忽略次要因素，突出主要因素，即理想模型方法，是物理学中经常使用的方法，应让学生认真领会。
2．明确指出研究振动情况时，规定以平衡位置为量度任一时刻位移的起点，在这一前提下，弹簧的形变量与物体位移的绝对值相等．胡克定律本来的表述是弹力跟形变成正比，现在有了这一规定才能表述为弹力跟位移成正比．若以弹簧被拉伸的方向为正方向，位移为正，弹簧被压缩，位移为负，不论那种情况，振子受到的弹力的方向都跟位移的方向相反．这就顺理成章的有了回复力跟位移成正比方向相反的结论．
3．回复力是根据作用效果命名的．它可以是一个力，也可以是几个力的合力．物体受到的回复力只要符合F ＝－kx ，则产生的加速度a ＝－x m
k ．物体的运动就是简谐运动． 4．教学中要通过不断创设问题情景，层层提出问题，适时引导启发，实验探究和逻辑民开相结合，环环紧扣地推进和调控知识探索过程，充分体现老师“主导”作用和学生“主体“地位和主动意识。
另外，还可以考虑运用清华同方素材库中的“弹簧振子的简谐运动”、“弹簧振子的动力学分析”等课件，进行讨论、分析。
高中物理简谐运动描述教案
高中物理简谐运动描述教案
一、教学目标：
1. 知识目标：了解简谐运动的定义和特点，能够描述简谐运动的基本量，理解简谐运动的运动方程；
2. 能力目标：能够应用简谐运动的相关知识解答相关问题，区分简谐运动和非简谐运动；
3. 情感态度目标：培养学生认真、细致和耐心的学习态度，培养学生对物理学的兴趣。
二、教学重点和难点：
1. 教学重点：简谐运动的基本量的描述，简谐运动的运动方程；
2. 教学难点：区分简谐运动和非简谐运动，能够应用简谐运动的相关知识解答相关问题。
三、教学过程：
1. 导入：通过一个物体在弹簧上简谐振动的视频展示，引入简谐运动的概念，让学生了解简谐运动的基本特点；
2. 学习：讲解简谐运动的定义和特点，引入简谐运动的基本量（振幅、周期、频率、初相位）的概念，让学生理解这些基本量的意义；
3. 训练：让学生完成简谐运动相关的计算练习，让学生熟练掌握简谐运动的基本量的计算方法；
4. 拓展：讲解简谐运动的运动方程，引入简谐运动和非简谐运动的区别，让学生理解简谐运动的特点；
5. 应用：让学生应用所学知识解答简谐运动相关的问题，让学生理解简谐运动在现实生活中的应用；
6. 总结：通过小结简谐运动的特点和运动量的计算方法，让学生对简谐运动有一个清晰的认识；
7.作业：布置相关作业，让学生巩固所学知识。
四、教学反馈：
1. 教师及时对学生的学习情况进行反馈，帮助学生及时解决学习中的困难；
2. 让学生在反馈中发现自己的不足，进一步改进学习方法，提高学习效果。
“ 简谐运动 ” 教学设计及点评
一、教学综述“ 简谐运动” 是中学物理中重要的一种运动形式，也是最简单的一种机械振动的形式。
在通常的教学过程中，采用的是实验引入分析的方法，演示弹簧振子，定性分析它在运动过程中的受力、加速度大小和方向、速度大小和方向、位移大小和方向的变化，然后定量分析弹簧振子受力与位移的关系，从而得到了简谐运动的特点和定义。
在此基础上定义简谐运动的周期、振幅等物理量。
我们认为这样的教学过程虽然从实验的角度将简谐运动进行了演示，并从中得到了一些结论，但是整个教学过程是在行为主义教学理论指导下进行的，强调的是教师的讲解和学生的接受，忽略了学生的主动发现过程。
因此，我们将教学过程和内容安排做了一些调整，引导和指导学生通过自己的努力去发现问题，并得到一些规律和概念性的知识。
从对圆周运动的研究开始，利用“ 几何画板” 描绘做匀速圆周运动的质点在 Y 轴上投影点的“ 位置－时间” 关系图象，然后在虚拟实验软件上描绘出弹簧振子的“ 位置－时间” 关系图象，通过比较，寻找二者的关系，最后利用真实的演示实验验证所得结论。
至于描述简谐运动的物理量 ---- 周期和振幅可以指导学生结合对匀速圆周运动的研究进行独立探究式学习。
在这个教学过程中充分利用“ 几何画板” 提供的平台支持和前述知识，温故“ 问” 新，试图努力提高学生的思维水平。
二、教学过程1. 简谐运动特点1.1. 研究匀速圆周运动演示做匀速圆周运动的质点在 Y 轴上的投影点运动轨迹，并描绘出该点位置随时间的变化关系图象，如图 1 所示。
引导学生观察图象形式，并根据数学知识，初步猜测其对应的函数形式。
［评述］从匀速圆周运动开始本节课，是一个很好的创意，对学生后面进行探究学习过程开了一个好头。
如果这里一开始不显示“Y 轴上的投影点与时间关系图象” ，让学生想象讨论后，对学生的思维拓展及本节课后面学习会更有帮助。
1.2. 虚拟演示弹簧振子的运动运行利用几何画板制作的弹簧振子虚拟演示，描绘振子在振动过程中位置随时间的变化图象，如图2 所示，与上述图象对比，猜测此图象的函数形式。
高中物理_简谐运动教学设计学情分析教材分析课后反思
选修3-4 11.1《简谐运动》教学设计一、本节教材分析简谐运动是最简单、最基本、最有规律性的机械振动，通过学习，使学生既了解到机械振动的基本特点，又体会到振动这种运动形式较直线运动、曲线运动都要复杂.在本节教材中研究弹簧振子的振动情况时，忽略了摩擦力和弹簧的质量，应让学生认真领会这种理想化的方法.二、教学三维目标（一）知识与技能1.知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，了解简谐运动的若干实例.2.理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况.3.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动.（二）过程与方法1.通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观点来分析问题.2.本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法.(三) 情感态度与价值观1.通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动.2.通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系三、教学重点1.什么是简谐运动.2.简谐运动中回复力的特点.3.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律.四、教学难点物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律.五、教学方法1.关于机械振动概念的得出，采用实验演示、多媒体展示、阅读、归纳等综合教法.2.关于弹簧振子和简谐运动规律的教学，采用多媒体模拟展示，结合运动学、动力学相关公式推导表对比等教学方法.六、教学过程设计首先用多媒体出示本节课的教学目标（一）同学们观察动画: 蝴蝶翅膀的振动，小提琴发声实验演示：弹簧的下面挂着一个小球，拉动小球时，小球的运动提出问题：（让学生思考并回答）1、蝴蝶翅膀的振动和小球的运动有什么共同特点？（都在平衡位置附近做往复运动）2、它们为什么会做这样的运动？（受到外力的作用）从而得出机械振动的概念：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称振动。
物理简谐运动教案高中数学
物理简谐运动教案高中数学
一、教学目标：
1. 了解简谐运动的定义及特点。
2. 掌握简谐运动的公式和相关计算方法。
3. 能够解决简单的简谐运动问题。
二、教学重点：
1. 简谐运动的定义和公式。
2. 简谐运动的相关计算方法。
三、教学难点：
1. 简谐运动的应用题目解决。
2. 简谐振动和角谐振动的区分。
四、教学内容：
1. 简谐运动的概念和特点。
2. 简谐运动的公式及推导。
3. 简谐运动的应用题目解决。
五、教学步骤：
1. 引入：通过展示简谐运动的实验现象引起学生兴趣。
2. 导入：讲解简谐运动的定义和特点。
3. 发展：讲解简谐运动的公式及推导过程。
4. 拓展：讲解简谐运动的相关计算方法。
5. 练习：组织学生进行简谐运动的练习题目解决。
6. 总结：总结本节课的重点内容。
六、教学要点：
1. 简谐运动的定义和特点。
2. 简谐运动的公式及推导。
3. 简谐运动的应用题目解决。
七、教学评价：
1. 书面作业：布置简谐运动相关的计算题目。
2. 口头评价：通过提问和回答检查学生对简谐运动的理解程度。
八、教学资源：
1. 讲义：提供简谐运动的相关知识和公式。
2. 教具：提供简谐运动的实验装置和相关器材。
3. 多媒体：使用PPT进行相关理论知识的展示。
以上为物理简谐运动的教案范本，希望能帮助到您的教学工作。
《主题四第一节简谐运动》教学设计教学反思-2023-2024学年中职物理高教版机械建筑类
《简谐运动》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的概念和特征。
2. 掌握简谐运动的运动学表示方法（位移、速度、加速度）。
3. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：简谐运动的特征及其运动学表示方法。
2. 教学难点：理解简谐运动的周期性和对称性。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、实物展示台、示波器、弹簧振子模型等。
2. 准备实验器材：弹簧振子实验装置。
3. 准备教学视频和案例。
4. 设计网络学习资源，提供给学生进行课前预习和课后复习。
四、教学过程：（一）引入1. 播放简谐运动的视频，让学生观察并思考其运动特点。
2. 提问：什么是简谐运动？它有什么特点？（二）新课教学1. 简谐运动概念讲解(1)教师介绍简谐运动定义：物体受力大小与位移成正比，且总是指向平衡位置的机械运动叫简谐运动。
(2)引导学生理解简谐运动的特征：周期性、往复性、对称性。
2. 演示实验(1)利用弹簧振子模型进行实验，观察振幅、频率等参数的变化。
(2)通过实验，让学生观察简谐运动的运动特点，并尝试解释现象。
3. 理论知识讲解(1)简谐运动的基本规律：F = -kx，其中F为回复力，k为弹簧的劲度系数，x为物体偏离平衡位置的位移。
(2)讲解简谐运动的周期和频率，以及它们与振幅之间的关系。
4. 实例分析(1)通过实例分析，让学生了解简谐运动在日常生活中的应用，如弹簧、钟摆等。
(2)讨论简谐运动的能量转化问题，让学生了解能量的转化和守恒定律。
5. 课堂互动(1)鼓励学生提出自己对简谐运动的问题和观点，并进行讨论。
(2)组织小组活动，让学生进行简谐运动的模拟实验，并交流实验心得。
（三）小结1. 再次强调简谐运动的概念和特征。
2. 总结简谐运动的基本规律和影响因素。
3. 强调简谐运动在日常生活中的应用。
（四）作业布置1. 阅读相关资料，了解简谐运动在实际中的应用。
2. 完成课后练习题。
3. 预习下一节内容。
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简谐运动教学难点的分析与突破
江苏省溧阳中学彭建武
简谐运动是一种变加速运动，对高一学生来说比前面学过的各种运动要复杂，是高中物理教学的难点之一。
本文就这一教学难点形成的原因进行分析，并运用建构主义理论的某些观点，结合自己的教学实践，提出一些突破教学难点的思路和方法，供同行参考斧正。
1、难点形成原因分析
1.1从教学内容本身看，简谐运动是一种较复杂的变加速运动，而且要综合分析各种物理量之间的变化关系，学生难以形成比较深刻的理解，客观上有一定的难度。
1.2从教材结构看，教材处理的流程为：例举实例指出什么是机械振动，然后由弹簧振子引出简谐运动。
其中对一次全振动的表述方法是由实例来说明，而不是用精辟的物理语言来下定义。
这样学生的理解只能是肤浅的，对学生的继续学习带来困难。
1.3从学生的认识结构和能力水平来看，学生在此之前对位移的定义有很深的印象，他们对振子的位移是指偏离平衡位置的位移很难接受，这种思维定势绝不是通过几次讲解就能逆转的；学生对复杂运动的分析能力也是一个薄弱环节，给新授内容的理解和掌握造成了不可忽视的困难。
1.4从教学方法上看，有些教师在教学时省去了实验或很草率的做一下，缺少启发性，学生对规律缺乏正确的、深刻的理解，结果一旦遇到新的问题、新的情境，就无从下手，学生的能力得不到培养和发展，在主观上增加了教学难度。
2、突破难点的理论依据和教学思路
建构主义理论认为，学习过程不是学习者被动的接受知识，而是积极的建构知识的过程；在学校里，学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生建构自己的知识和能力的过程。
只有充分发挥学生的主体作用，让学生积极参与教与学的整个活动，才能以其已有的知识和经验去过滤和解释新知识、新信息，并对新知识构建起自己的正确理解。
因此教师在教学设计时，首先要考虑的不是将课本上的知识灌输给学生，而是为学生建构知识创造良好的环境。
基于这种指导思想，我在进行教学设计时，首先通过实验，由此提出一些问题让学生去观察、思考，激发学生探索新知识的兴趣和动机，为突破难点提供良好的情境。
其次，充分考虑学生的认知特点，激励学生积极思维，尽可能让学生去思考，教师只在适当的时候再做点拨、启发、整理归纳。
这样，既有利于学生主动构建新知识，又利于学生创新精神的培养。
第三，针对教学内容和物理学科之特点，借助多媒体，形象直观的展示物理过程及各物理量之间的变化关系，让学生对所学内有深层次的理解。
第四加强对学生的学法指导，在学生对简谐运动有较深刻理解之后，通过典型问题的解释分析，达到巩固提搞的目的，这也是分解教学难点的具体方法。
3、突破难点的教学设计
3.1创造学生主动建构的情景
让学生观察下列实验：单摆的摆动、竖直弹簧振子的振动、水平弹簧振子的振动，且用标志物指示它们的中心位置。
敏锐的学生会发现它们有共同的特征：以某位置为中心位置作往复运动，这样不但激起学生学习的动机，又把本节课的第一个学习任务——什么是机械振动，置于一个有利于
学生主动建构的情景中，为突破难点提供了良好的开端。
3.2找准切入点，让学习者建构自己的判断和信念，形成自己的见解
什么是一次全振动是本节的一个重要概念，而教材中是通过实例来说明的，没有用精辟的物理语言来给定义，不能反映全振动的本质属性。
教学过程中以此作为切入点，让学生思考什么是一次全振动。
设计下列问题：（1）若振子从平衡位置开始向右振动，要经过哪些过程后才是完成了一次全振动？（2）若振子在偏离平衡位置x处的某点且远离平衡位置运动，振子要经过哪些过程才是完成了一次全振动，让学生自由地、大胆的参与探索和交流，教师适当启发、点拨，学生用自己的语言表达：振子以相同速度（大小和方向）相继通过同一位置所经历的过程，叫做一次全振动。
实践证明，象这样通过学生主动、积极的探索而得到的知识，才能使他们形成真正的、有效的知识。
3.3在解决问题中学习和培养高水平思维
在传统教学中，教师一般在教学之初先讲所要学的概念和原理，而后再让学生去解答有关的问题，其潜在的假设是：学和做是两个过程，必须先学了，才能去做。
建构主义的学习和教学要求学生通过高级思维活动来学习，学习者要不断思考，不断的对各种信息和观念进行加工转换，基于新经验与旧经验进行综合和概括，这就要求我们以与传统教学相反的思路来设计教学：在问题解决中学习，教师针对性的设计有价值、有意义的问题让学生去思考、尝试解决，教师提供一些支持和引导。
本节的重点是把一次全振动过程中的受力情况和运动情况弄清楚，从而得出什么是简谐运动，而学生习惯于讨论恒力作用下各物理量的变化，对简谐运动过程中各物理量变化的讨论感到有些困难，在教学过程中我们结合实验、多媒体动画有步骤、有次序的进行分析，教学流程如下：
（ⅰ）按位移x→回复力F→加速度a→速度v的次序来分析这些量的变化情况及各量之间的变化关系。
（ⅱ）动画按上述次序显示它们各自的变化情况及它们之间的变化关系。
（ⅲ）引导学生学会在讨论问题中要按照事物本身的规律，抓住本质，每一步讨论都要有根据，不能想当然。
3.4加强学法指导，完善和优化学生的认知结构。
至此，学生对什么是一次全振动和一次全振动中各物理量的变化规律初步构建了正确的认识，但是，机械振动和简谐运动之间有什么联系与区别呢？是否会用新的知识来解决问题？即难点是否已真的被突破？为此，我们设计了一个新的物理情境：
1.如图，两光滑斜面在o处均与一小段圆弧相切，倾角θ小于5°，小球由A处静止释放，则小球的运动是机械运动吗？是简谐运动吗？
引导：①小球运动过程中有无中心位置？有无重复性？是机械振动吗？②小球运动过程中回复力的来源是什么？它是简谐运动吗？
2.在水平弹簧振子在振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内：
A.振子的速度越来越大
B.振子正向平衡位置运动
C.振子的速度方向与加速度方向关系
D.振子所需回复力数值越来越大，方向跟速度方向相反
引导：加速度a由什么决定？其表达式如何？
这样的教学设计，使学生在学习过程中能够用新学的知识分析解决问题，更好的构建了自己对知识（尤其是难点知识）的正确理解。
另一方面，正因为是难点，学生在学习过程中或多或少会遇到一些疑难，通过对新的物理情境的处理消除这些疑虑，学生的认识得到完善和优化。