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选修3-4《2简谐运动的描述》集体备课教案优质课下载
? （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变化的关系图像（图1）。引导学生观察图像形式，并根据数学知识，初步猜测其对应的函数形式。
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? 点评 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开了一个好头。但是如果这里一开始不显示“Y轴上的投影点运动位置与时间关系图像”，而是让学生想象讨论后给出答案，对学生的思维拓展及本节课后面学习会更有帮助。
? （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像（图2）。与上述图像对比，猜测此图像的函数形式。
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? （3）真实演示弹簧振子的运动。
? 验证计算机演示的弹簧振子“位置-时间”图像是否符合真实的物理过程。
? 实验简介：将弹簧振子放在气垫导轨上，横向引出一条铁丝，铁丝的另一段固定一医用输液针头，针头和输液管相连，输液管上端（较高处）连接着装有墨水的输液瓶子（这里是将输液用的一套设备借用过来了）。针头下面平铺白纸，为了使白纸匀速运动，将其用电机带效果最好。调节好初始状态，开始运动后就可以描述弹簧振子的“位置—时间”关系图像了。当然，如果有比较好的实验条件，也可以在气垫导轨上安装传感器装置，利用计算机直接将图像打印出来，效果更好（这有点像心电图的实现过程了）。
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点评 以上两个环节的教学设计是信息技术与课程整合的具体落实，让实物实验与虚拟实验优势互补，从而提高教学效果。不过，我个人认为如果能够把两节次序颠倒一下，会更能体现整合的优势，因为实物实验能够反映更多的信息，有更大的可信度，而虚拟实验能够更准确反映实验现象与规律。
? 2．比较实验结果
? （1）比较“位置—时间”图像。
? 引导学生比较上面步骤中得到的图像，发现它们都是正弦（余弦）函数关系，也就是说，弹簧振子运动过程的规律与做圆周运动的质点在Y轴上的投影点运动规律一样。从图像的斜率可以判断速度的变化规律也一样。
? 点评 这一教学环节设计得非常好，引导学生比较前面教学中得到的图像，可以让学生在分析、比较、综合中得到抽象思维能力的培养，在充分体验的基础上理解掌握简谐振动的图像。
? （2）分析受力特点。
? 教师指导学生讨论弹簧振子和圆周运动的Y轴投影受力特点。
? 在讨论过程中首先明确“平衡位置”的概念。对于弹簧振子来讲，在其振动方向上有合外力为零的位置，我们把这个位置叫做“平衡位置”，在图1和图2中所描绘的“位置—时间”图像都是以“平衡位置”作为位置坐标的起点（位置坐标的原点），也以振子在此位置的时刻为时间计时起点（时间坐标的原点）。由学生独立分析弹簧振子的受力特点，得出 结论，其中k为弹簧的劲度系数，y为振子的位置坐标（等于相对“平衡位置”的位移），弹簧振子受所受力的大小与它相对“平衡位置”的位移大小成正比，方向相反。教师引导学生分析做匀速圆周运动的质点在Y轴投影的受力特点。如图3所示。向心力为F，它在Y轴方向上的分量 ，其中r是圆周的半径，如果考虑方向因素， ，这个分量的特点也是和投影点相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反。
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? 点评 在传统教学中，由于教学理念等诸多原因，教师总是采取“灌”的方式，讲得口干舌燥，学生却听得云里雾里不得要领。齐老师能够大胆地让学生在教师指导下进行探究学习，充分发挥了学生的主体作用。建构主义及脑科学的研究已经告诉我们，只有学生觉得有意义且引起他们的认知冲突，才能促进他们主动学习，也只有这样才能真正培养他们的创新能力和分析解决问题的能力。
? （3）得出结论。
? 从上面的分析可以得出，弹簧振子的运动和受力特点与做匀速圆周运动的质点在Y轴上投影的运动特点完全一致。或者说，匀速圆周运动的Y方向分运动与弹簧振子的运动一致。