高中人教物理选择性必修一第2章第6节受迫振动 共振教学设计.docVIP

人教版高中物理选择性必修1第2章第6节受迫振动 共振教学设计 课题 受迫振动 单元 2 学科 物理 年级 高二 教材分析 阻尼振动与受迫振动是外力作用下的振动，为了与之区别，本节首先闸述振动系统没有受到外力作用时的固有振动，此时的频率称为固有频率。然后从振动图像和能量的角度分析阻尼振动，再介绍受迫振动，以及共振现象和共振曲线。 教材将阻尼振动、受迫振动、共振三个概念放在一起，目的在于使学生能够很好地通过比较来认识这几种振动。阻尼振动、受迫振动都属于外力作用下的振动。阻尼振动的外力是阻力，做功将消耗系统的机械能。受迫振动的外力既有阻力，又有驱动力，驱动力做的正功将补偿阻力做的负功，振动能够稳定存在。共振是受迫振动的一种特殊情况， 此时驱动力频率等于固有频率，驱动力做正功，且明显大于阻力做的负功，系统机械能在不断增大，导致振幅也明显增大，达到共振。从外力做功和能量转化角度来分析这几种振动是学习本节的基本思路。 认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系是认识受迫振动特点的关键，也是认识共振现象的前提。对阻尼振动和受迫振动的认识进一步丰富了学生的运动与相互作用观。本节的难点是认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系，以及认识生活中相关现象的振动特点，重点是了解发生共振现象的条件及用相关知识解释实例。 教学目标与核心素养 1、知道什么是阻尼振动和受迫振动，会用能量观点分析阻尼振动的振幅变化和受迫振动的共振现象。 2、通过实验认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系，了解产生共振的条件，认识共振是受迫振动的种特殊情况。 3、能够根据实际生活中的振动特点，应用振动的规律解释与解决相关问题。 物理观念：知道什么是阻尼振动，什么叫驱动力，什么叫受迫振动。 科学思维：能举出受迫振动的实例，知道受迫振动的频率由驱动力的频率决定。 科学探究：知道什么是共振以及发生共振的条件。 科学态度与价值观：在问题分析探究的过程中，培养学生独立思考的能力，养成能量守恒的物理思想。 重点 知道什么是共振以及发生共振的条件。 难点 知道什么是共振以及发生共振的条件。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 “洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么? 观看“洗”的相关视频。 通过明显的演示实验现象，吸引学生的注意力，已发学生思考，引出新课。 讲授新课 一、固有周期和固有频率 物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。 如：弹簧振子: 单摆： 固有振动：振动系统不受外力作用的振动 固有周期：固有振动的周期T0 固有频率：固有振动的频率f0 二、阻尼振动 1、演示 2、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动 3、阻尼振动的图像： 4、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。 5、实际的自由振动一定是阻尼振动 三、受迫振动 用什么方法才能得到持续的振动呢？ 1、驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 2、受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 3、受迫振动的特点： 受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 四、共 振（演示） 当驱动力的频率与系统的固有频率接近时会出现什么现象？ 1、共振曲线 2、共振 驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。 五、共振的防止和应用 共振现象在生活中有哪些应用？ 1、防止：（演示） 使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。 2、应用：（演示） 使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。 课堂练习1、(多选)下列关于共振和防止共振的说法,正确的是 (　　) A.共振现象总是有害的,所以要避免共振现象发生 B.队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力,从而避免产生共振 C.火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率,从而避免产生共振 D.利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率;防止共振危害时,应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率 答案：CD 小组讨论：对比简谐运动、阻尼振动、受迫振动 课堂练习2、(多选)单摆做阻尼振动的振动图像如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能 B.摆球在A时刻的势能等于B时刻的势能 C.摆球在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 解析:在单摆振动过程中,因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能,故选项C错误,选项D正确;虽然单摆总的机械能在