受迫振動(dòng)共振教案14817

1、受迫振動(dòng)共振教案從容說(shuō)課本節(jié)內(nèi)容講述機(jī)械振動(dòng)的一種情況受迫振動(dòng)及其特例共振. 在前面幾節(jié)教學(xué)中,我們從運(yùn)動(dòng)學(xué)、 能量的角度對(duì)機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)作了探討, 本節(jié)我們將從運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量、動(dòng)力學(xué)各個(gè)角度來(lái)綜合分析機(jī)械振動(dòng)中的受追振動(dòng). 受迫振動(dòng)并不是無(wú)條件的運(yùn)動(dòng),它要在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下才會(huì)發(fā)生. 并且驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近固有頻率. 受迫振動(dòng)的振幅就越大當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率相等時(shí)振幅最大， 這種現(xiàn)象叫共振共振現(xiàn)象在生活中時(shí)有發(fā)生有時(shí)帶來(lái)好處，有時(shí)卻給人們?cè)斐晌：W(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，對(duì)于我們利用共振的益處而防止共振的危害具有重要的理論指導(dǎo)作用所以仍需認(rèn)真學(xué)習(xí)鑒于本節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)，本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)定位如下：

2、1. 知道什么是受迫振動(dòng)2. 知道受迫振動(dòng)頻率的決定因素3. 知道產(chǎn)生共振的條件4. 知道共振的應(yīng)用和防止方法對(duì)本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)定位如下：1. 了解受迫振動(dòng)的定義2. 知道共振現(xiàn)象的產(chǎn)生條件對(duì)本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)定位如下：1. 理解共振與受迫振動(dòng)的關(guān)系2. 理解共振與驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系對(duì)本節(jié)的教學(xué)方法做以下安排：1. 對(duì)受迫振動(dòng)概念的理解采用實(shí)驗(yàn)分析歸納總結(jié)物理規(guī)律的教學(xué)方法2. 對(duì)共振應(yīng)用和防止的教學(xué)采用錄像、多媒體輔助相結(jié)合的方法, 以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣對(duì)本節(jié)的教學(xué)程序設(shè)定如下：復(fù)習(xí)提問(wèn)新課導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)演示，分析、歸納、總結(jié)指導(dǎo)性自學(xué)自學(xué)檢測(cè)小結(jié)教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1. 知道受迫振動(dòng)的概念2. 知道受迫振動(dòng)頻率

3、的決定因素3. 知道產(chǎn)生共振的條件4. 知道共振應(yīng)用和防止的方法二、能力目標(biāo)1. 培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)象中分析、歸納規(guī)律的學(xué)習(xí)能力2. 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力三、德育目標(biāo)1. 通過(guò)對(duì)受迫振動(dòng)及共振概念的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的科學(xué)觀2. 通過(guò)對(duì)共振危害的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生居安思危的安全意識(shí)教學(xué)重點(diǎn)1. 知道什么是受迫振動(dòng)2. 知道共振的產(chǎn)生條件教學(xué)難點(diǎn)1. 理解共振與受迫振動(dòng)的關(guān)系2. 理解共振與驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系1教學(xué)方法1 對(duì)概念教學(xué)采用實(shí)驗(yàn)演示、分析、歸納相結(jié)合的教學(xué)方法2 對(duì)共振應(yīng)用和防止的教學(xué)采用指導(dǎo)性自學(xué)與錄像、多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法教學(xué)用具投影片、錄像片斷、CAI 課件，受迫

4、振動(dòng)演示儀、音叉、單擺共振演示儀課時(shí)安排l 課時(shí)教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課1復(fù)習(xí)提問(wèn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量是否守恒?如何轉(zhuǎn)化 ?什么叫阻尼振動(dòng)，其振幅、能量隨時(shí)問(wèn)如何變化?學(xué)生回答問(wèn)題，教師根據(jù)回答情況給予評(píng)價(jià)，并對(duì)上述問(wèn)題簡(jiǎn)要總結(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量是守恒的 對(duì)于彈簧振子， 能量在動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)換， 能量總量不變；對(duì)于單擺，能量在動(dòng)能和重力勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)換，能量的總量保持不變阻尼振動(dòng)是指在振動(dòng)過(guò)程中振幅不斷減小的振動(dòng) 其振幅和能量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)在變小，最后停止振動(dòng)2新課導(dǎo)入前面我們從運(yùn)動(dòng)學(xué)、 能量的角度對(duì)機(jī)械振動(dòng)中的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了學(xué)習(xí) 今天，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)中的另一種運(yùn)動(dòng)受迫振動(dòng)及其

5、特例共振二、新課教學(xué)( 一 ) 受迫振動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)請(qǐng)學(xué)生閱讀課文第一部分，思考下列問(wèn)題： 投影出示 1. 什么是阻尼振動(dòng) ?2. 什么是驅(qū)動(dòng)力 ?3. 驅(qū)動(dòng)力的作用是什么 ?4. 什么是受迫振動(dòng) ?5. 受迫振動(dòng)與阻尼振動(dòng)有何關(guān)系 ?學(xué)生閱讀課文后，得出結(jié)論：1. 振幅不斷減小的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)2. 維持阻尼振動(dòng)時(shí)的周期性施加的外力叫驅(qū)動(dòng)力3. 驅(qū)動(dòng)力的作用是給阻尼振動(dòng)補(bǔ)充能量以維持振動(dòng)繼續(xù)4. 物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)5. 受迫振動(dòng)一般是阻尼振動(dòng)。但阻尼振動(dòng)不一定是受迫振動(dòng)深入探究實(shí)驗(yàn)一：讓豎直彈簧振子在豎直方向運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出其周期實(shí)驗(yàn)二：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。 給豎直彈簧振子周期性地施加驅(qū)

6、動(dòng)力，測(cè)量此時(shí)該振子的周期實(shí)驗(yàn)三：改變轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的速度，但仍保持勻速，測(cè)定此時(shí)振子的周期學(xué)生觀察、測(cè)試完畢后，討論下列問(wèn)題： 投影片出示 1. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得該彈簧振子的周期是多少?22.從實(shí)驗(yàn)二中測(cè)得的周期是多少?3.從實(shí)驗(yàn)三中測(cè)得的周期是多少?4.哪個(gè)周期是振子的固有周期?5.從實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三來(lái)看，振子的周期與轉(zhuǎn)動(dòng)手柄之間有何關(guān)系?學(xué)生測(cè)量、討論后得出結(jié)論：l 、 2、 3 三個(gè)問(wèn)題實(shí)際教學(xué)時(shí)作答4. 從實(shí)驗(yàn)一中測(cè)得的周期是彈簧振子的固有周期5. 從實(shí)驗(yàn)二、 實(shí)驗(yàn)三的觀測(cè)和測(cè)量來(lái)看 振子振動(dòng)的周期與勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的周期是一樣的即手柄每轉(zhuǎn)一圈，振子完成一次全振動(dòng)教師總結(jié)從上述實(shí)驗(yàn)可以看到： 物體做受迫

7、振動(dòng)時(shí) 振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率 跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用用長(zhǎng)為 10 cm的線拴一小球, 手捏線的一端使其在豎直平面內(nèi)擺動(dòng). 若手每隔0.5 s 左右勻速晃動(dòng)一次，則：(1)小球擺動(dòng)的固有周期為多少?(2)小球?qū)嶋H擺動(dòng)的周期為多少?(g=10 m s。 ) 參考答案 (1)0.6 s(2)0.5 s( 二 ) 共振基礎(chǔ)知識(shí)請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文。思考下列問(wèn)題： 投影出示 1. 什么叫共振 ?2. 共振與受迫振動(dòng)有何關(guān)系 ?學(xué)生閱讀后得出結(jié)論：1. 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率接近物體固有頻率時(shí)，物體所做的受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。2. 共振是受迫振動(dòng)中的一種特殊情況深入探究用右圖所示的單

8、擺共振演示儀完成下列實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：把 D拉離平衡位置 , 放手后使其在豎直面內(nèi)擺動(dòng) . 實(shí)驗(yàn)二：把 A 拉離平衡位置 , 放手后使其在豎直面內(nèi)擺動(dòng) . 實(shí)驗(yàn)三：把 E 拉離平衡位置 , 放手后使其在豎直面內(nèi)擺動(dòng) . 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)后回答下列問(wèn)題：1. 描述實(shí)驗(yàn)一看到的現(xiàn)象2. 描述實(shí)驗(yàn)二所觀察到的現(xiàn)象3. 描述實(shí)驗(yàn)三所觀察到的現(xiàn)象4. 五個(gè)小球的固有頻率有何關(guān)系 ?35.三個(gè)實(shí)驗(yàn)中小球都做什么運(yùn)動(dòng)?6.從三個(gè)實(shí)驗(yàn)中你得到什么結(jié)論?學(xué)生觀察、討論后得出結(jié)論1. 從實(shí)驗(yàn)一可以看到： D球開(kāi)始擺動(dòng)后 . 其余小球跟著開(kāi)始擺動(dòng) .A 、B、C三球的振幅比 E球的振幅大 ( 看偏角 ) 但 A、B、 C、

9、 E 四球的頻率與D 球相同2.從實(shí)驗(yàn)二中可以看到：A 球開(kāi)始擺動(dòng)后, 其余小球跟著開(kāi)始擺動(dòng),B 、C兩球的振幅比D、E 兩球大 B、C 兩球振幅差別不明顯.D 、E 兩球振幅的差別也不明顯. 但 B、C、 D、E 四球的頻率與 A 球相同3. 從實(shí)驗(yàn)三中可以看到： E 球開(kāi)始振動(dòng)后其余小球跟著開(kāi)始振動(dòng)， A、 B、 C 三球振幅差別不大 . 但部大于 D球，同時(shí) A、 B、 C、D 四球振動(dòng)的頻率與 E 球相同4. 五個(gè)小球若單獨(dú)運(yùn)動(dòng)時(shí)都可看作單擺, 由單擺周期公式： T 2l知 ;gT DTA=TB=TCTE.即 :f Ef A=f B=f Cf D5. 在上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中除開(kāi)始振動(dòng)的小球外

10、，其余小球都做受迫振動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)力來(lái)源于開(kāi)始擺動(dòng)的小球施加在橫線上的力6. 從上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)可知：物體做受迫運(yùn)動(dòng)時(shí)其振幅和本身固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率有關(guān)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率與固有；頻率相差較大時(shí)、振幅較小，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相差較小時(shí)，振幅較大；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相等時(shí) , 振幅最大教師總結(jié)從上面實(shí)驗(yàn)可知：(1)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率和固有頻率相等或非常接近時(shí), 物體振幅最大， 我們把受迫振動(dòng)的這種現(xiàn)象叫共振(2) 發(fā)生共振的條件是：驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于物體的固有頻率基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用1. 在火車車廂里用懸線吊一個(gè)小球，由于鐵軌接合處的震動(dòng)使球擺動(dòng)如果鐵軌長(zhǎng)12.5 m ，線長(zhǎng) 40 cm，那么當(dāng)火車的速度

11、達(dá)m s 時(shí)，球擺動(dòng)的振幅最大?2. 如圖為一單擺的共振曲線 . 則該單擺的擺長(zhǎng)約為多少 ?共振時(shí)單擺的振幅是多少 ?(g=10 m s。 ) 參考答案 1. 解：當(dāng)擺球與火車發(fā)生共振時(shí)。球擺動(dòng)的振幅最大 , 擺球做受迫振動(dòng) , 驅(qū)動(dòng)力的頻率即為火車與鐵軌接合處相撞擊的頻率：由共振條件知： f 驅(qū) =f 固 即 T 驅(qū) =T 固而 :T 驅(qū) = Lv又 T固= 2lg4所以 vL = 2l1l=10m/sg , v=2g2. 解：由共振條件可知：f 驅(qū) =f 固 . 由共振曲線知f 驅(qū) =O.5 Hz 時(shí)單擺振幅最大 , 發(fā)生了共振則： f 固 =O.5 Hz ，所以 T 固 =2 s又由 T

12、 固= 2glT固2 g1m知 l= 4 2由共振曲線知：共振時(shí)A=l0 cm ( 三 ) 聲音的共鳴基礎(chǔ)知識(shí)演示共鳴實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：拿兩個(gè)相同音叉，靠近放在一起, 打擊 A 一下后 , 停會(huì)兒用手按住 A實(shí)驗(yàn)二：把音叉插在共鳴箱上, 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三：在 B 音叉上套一皮套 , 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)學(xué)生觀察時(shí)思考下列問(wèn)題：1. 描述上面各實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象2. 為什么實(shí)驗(yàn)二中 B 的聲音比實(shí)驗(yàn)一的大 ?3. 為什么實(shí)驗(yàn)一、二 B 音叉發(fā)聲而實(shí)驗(yàn)三不發(fā)聲學(xué)生觀察思考后得出結(jié)論：1. 從實(shí)驗(yàn)一中可以聽(tīng)到 B 的聲音 , 說(shuō)明 B 音叉發(fā)生了振動(dòng)從實(shí)驗(yàn)二中可以聽(tīng)到B 的聲音，且聲音比實(shí)驗(yàn)一的大, 說(shuō)明 B 音叉振

13、動(dòng)比實(shí)驗(yàn)一中要強(qiáng)一些從實(shí)驗(yàn)三中發(fā)現(xiàn)，此時(shí)B 音叉并沒(méi)有發(fā)音說(shuō)明B 沒(méi)有振動(dòng)或振動(dòng)很弱2. 在實(shí)驗(yàn)二中 ,B 音叉之所以發(fā)出的聲音大其原因是共鳴箱的空氣與音叉的振動(dòng)發(fā)生了共振 , 使聲音得以加強(qiáng)3. 實(shí)驗(yàn)三中 , 在 B 音叉上套了皮套 , 改變了 B音叉的固有頻率 , 使之不能與 A 音叉發(fā)生共振 , 所以聽(tīng)不到 B 音叉的聲音深入探究請(qǐng)同學(xué)們討論下面問(wèn)題：B 音叉與 A 音叉發(fā)生共振時(shí)，其驅(qū)動(dòng)力來(lái)源于哪兒?討論后得出結(jié)論：A 叉股振動(dòng)后 , 推動(dòng)周圍空氣發(fā)生振動(dòng) , 當(dāng) B 音叉周圍空氣開(kāi)始振動(dòng)后 , 就會(huì)周期性地對(duì) B 音叉的叉股施加驅(qū)動(dòng)力 , 使 B 音叉的叉股發(fā)生振動(dòng) , 產(chǎn)生聲音教師總結(jié)我們把實(shí)驗(yàn)中聲音發(fā)生共振的這種現(xiàn)象叫聲音的共鳴基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用試用所學(xué)知識(shí)解釋二胡下面共鳴箱的作用( 四 ) 共振的應(yīng)用與防止基礎(chǔ)知識(shí)請(qǐng)學(xué)生閱讀課文，回答下列問(wèn)題：列舉共振應(yīng)用實(shí)例2. 列舉共振防止實(shí)例學(xué)生閱讀后得出結(jié)論：1. 應(yīng)用共振的實(shí)例有：樂(lè)器的共鳴箱測(cè)量機(jī)器轉(zhuǎn)速5共振篩2. 防止共振的實(shí)例有：過(guò)橋時(shí)要走便步輪船在有波浪的海面行駛時(shí)。改變航向來(lái)避免共振發(fā)生機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為防止共振而調(diào)整轉(zhuǎn)速深入探究1.應(yīng)用共振的物理原理是什么?2.防止共振的物理原理是什么?學(xué)生討論后回答：1.