高中物理人教版选择性必修第二册：教学设计——《受迫振动 共振》.docx

教学设计

课程基本信息

学科

物理

年级

高二年级

学期

春季

课题

第二章机械振动第6节受迫振动共振

教学目标

1.知识与技能：通过观察和分析动画，认识阻尼振动及其能量变化特点；认识受迫振动并明确受迫振动的条件；认识共振的条件及其应用；

2.过程与方法：通过演示、分析等方法引导学生由生活现象现象分析总结该规律的特点，并能理解记忆该规律，并解释生活中该类现象，达到知识迁移的目的；

3.情感、态度、价值观：通过视频、动画模拟的手段，激发学生的学习兴趣，养成积极思考的习惯。

教学重难点

教学重点：受迫振动的特点、共振现象产生的条件。

教学难点：共振曲线的规律及其理解。

教学过程

【课前准备】：明确单摆周期公式，了解学习目标后阅读课本内容。

【引入】

仔细观察视频，提出问题：手没有直接接触水面，为什么水面上会出现波纹？

引出所学内容：共振现象

【过程】

明确固有振动的概念：

如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率，振动周期称为固有周期

周期和频率互为倒数

2、观察实验现象，了解阻尼振动振幅和周期的特点；

根据实验结论，归纳阻尼振动及其特点。

定义：当系统受到阻力作用时（我们说振动受到了阻尼）振幅减小，最后停下来。这种振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。

特点：振幅减小，频率不变。

3、以生活中的“荡秋千”运动提出问题：荡秋千的幅度变化是什么？怎么可以是荡秋千的幅度变大？怎么可以不间断的荡秋千？

演示：实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子,匀速摇动手柄,下面的弹簧振子就会振动起来。

(1)若手柄不动而用手拉动一下振子后释放，从有无外力作用的角度看弹簧振子的振动属于自由振动，那么从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？

(2)用手匀速摇动把手，弹簧振子便开始振动，那么匀速摇动把手的意义是什么？

(3)猜想：用不同的转速匀速转动把手，弹簧振子的振动快慢一样吗？说明了什么？

采用对比方法，比较这个实验与荡秋千之间的关系，引发学生思考

小组讨论，然后归纳得出受迫振动的特点

定义：使振动维持下去的这种周期性的外力叫做驱动力，系统在驱动力下的振动叫做受迫振动。但此振动不是简谐运动。

特点：受迫振动稳定后的频率等于周期性驱动力的频率，跟系统的固有频率无关

4、提出新的问题：那么在受迫振动中的振幅有何变化

以实验视频为例，观察其特点得出共振的特点，以及振幅与频率之间的关系

共振：当驱动力频率f十分接近（一般为相等）系统的固有频率fo时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。

从图像中可以看出：当驱动力的频率与固有频率越接近，振动物体的振幅越大；当驱动力的频率与固有频率相差越多，振动物体的振幅越小。

5、以发生的故事和生活中的实例得出如何利用和防止共振：

(1)利用：由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致。如共振筛、荡秋千、共振转速计等。

(2)防止：由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越多越好。如：部队过桥应便步走。

6、习题巩固所学内容

7、小结

【课后作业】

1、了解生活的共振现象，分析哪些是利用共振，哪些是防止共振。

2、完成课后作业。

备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。