阅读材料，根据要求完成教学设计。材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于简谐振动的内容标准为：通过观察和分析，理解简谐振动的特征。能用公式和图象描述简谐振动的特征。材料二某版本高中物理教材“简谐振动”一节含“简谐振子”、“弹簧振子的时间一位移图象”

admin2015-05-02 23

问题阅读材料，根据要求完成教学设计。
材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于简谐振动的内容标准为：通过观察和分析，
理解简谐振动的特征。能用公式和图象描述简谐振动的特征。
材料二某版本高中物理教材“简谐振动”一节含“简谐振子”、“弹簧振子的时间一位移图象”和“简谐振动及其图象”3段，其中“弹簧振子的时间一位移图象”一段中“弹簧振子的频闪照片”图象如图所示．“简谐运动及其图象”一段中的思考与讨论如下所示。
[*]
数学课中我们已经学过正弦函数的振幅、周期(频率)等知识。假定图11．1—2中的曲线的确是正弦曲线，用刻度尺测量它的振幅和周期，写出具有这样振幅、周期的正弦函数的表达式。应该注意到，这个表达式中计时开始时位移应该是零，随后位移开始增加为正值。
然后，在图11．1—2的曲线中选小球的若干位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，带入你所写出的正弦函数的表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。
方法二：
在图11．1—2中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标。把测量值输入计算机中，用数表软件作出这条曲线，看一看弹簧振子的位移一时间的关系可以用什么函数表示。
材料三教学对象为高三学生，已学过位移、周期、频率等知识。
根据上述材料，试从教学目标、教学方法、教学过程三个方面完成“简谐运动及其图象”的教学设计。(不少于300字)

选项

答案教学设计【教学目标】 ①知识与技能：认识弹簧振子；知道弹簧振子的位移一时间图象是一条正弦曲线；能从质点运动的位移一时间图象特征理解什么是简谐运动；进行匀速电机拖动白纸描绘振动图象的实验，通过白纸运动的位移和时间的转换，认识所绘图象“时间坐标轴”的意义。 ②过程与方法：根据实验和原有认知，对弹簧振子振动图象特征做出猜想；经历设计实验的过程(构建通过实验检验猜想的操作方案)；经历分析论证的过程(观察实验现象，论证猜想的正确性)。 ③情感态度与价值观：通过对简谐运动的图象的探究，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度；体验实验对猜想作出了正确检验时的愉悦，增强科学探究的兴趣；再列举振动图象在实践中的应用，增强学生的实践意识。【教学重点】弹簧振子的位移一时间图象是一条正弦曲线。【教学难点】检验弹簧振子位移一时间图象是正弦曲线的实验设计。【教学方法】实验探究法。【教学过程】一、弹簧振子 1．弹簧振子概念把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比也可以忽略，这样的系统称为弹簧振子。小球原来静止时的位置叫做平衡位置。 2．建立研究振子运动的一维坐标系小球的平衡位置为坐标原点O，沿着它的振动方向建立坐标轴，小球在平衡位置的右边时，它对平衡位置的位移为正，在左边时为负。今后研究振动时所说的位移，都是相对于平衡位置的位移。二、对弹簧振子位移一时间图象的探究 1．对弹簧振子位移一时间图象的猜想分组实验：观察弹簧振子运动，定性画出弹簧振子位移一时间图象。根据数学知识，对弹簧振子位移一时间图象做出猜想一正弦曲线。 2．对弹簧振子位移一时间图象猜想的实验检验 (1)实验设计 ①师生共同回顾数学中的正弦曲线。 ②创设情境，将数学图象转化为位移一时间图象。 ③设计实验装置。 (2)进行实验和分析论证弹簧振子的位移一时间图象是正弦曲线。三、简谐振动 1．简谐振动的定义如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x一t)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐振动。 2．如何判断一个振动是否是简谐振动 (1)绘制物体的位移一时间图象 ①实验绘制振动图象的方法和意义演示：一重锤在弹簧作用下沿水平振动，重锤上固定一个红墨水滴管，重锤下铺白纸。电机匀速拖动白纸，重锤上的墨水滴管在纸上汇出清晰的振动曲线。教师把白纸贴在黑板上，并在纸上绘制直角坐标系，用刻度尺测量横坐标轴上有关点的坐标值，标注在纸上。 (学生通过匀速运动位移公式的计算，理解实验图象横坐标轴的意义) ②实验绘制振动图象在生产生活中的应用心电图仪绘心电图，间隔均匀表示心跳有规律，不均匀则是心率不齐了。地震仪绘地震图线，用匀速圆周运动的弧长计时。 (2)对振动图线是否是正弦曲线的判断师生共同交流，讨论：如何判断某x一t图象是不是正弦曲线? 根据图象中的周期T和振幅A，设为正弦函数，则可以写出函数表达式[*]。然后在实验图象中选若干个位置，用刻度尺测量它们的横坐标和纵坐标，带入上述函数中进行检验，看看是否吻合。若吻合，则实验作出的振动图象便是正弦曲线，对应的振动便是简谐振动。

解析

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