外力作用下的振動教學設計

1、外力作用下的振動教學設計基本信息名稱外力作用卜的振動執(zhí)教者袁海寧課時1課時所屬教材目錄選彳3-4第章機械振動第5節(jié)教材分析外力作用卜的振動是人教版普通高中物理課程標準實驗教科書物理選修3-4第章機械振動第5節(jié)內容。本節(jié)以“外力作用卜的振動”為標題，介紹了“阻尼振動”“受迫振動”“共振”的概念。在內容對卜上與老教材有較大的變化，這樣做不僅可以使學生認識到阻尼振動、受迫振動和共振都屬于外力作m下的振動，而且有利于學生對振動分類的理解。教材首先介紹了振動物體的固有頻率的概念，再從能量的角度分析阻尼振動，進而通過實驗探究了受迫振動的頻率與驅動力頻率的關系，最后利用實驗探究了受迫振動的振幅與驅動力頻率的

2、關系，從而認識了共振現(xiàn)象。在教學中我深入挖掘教材資源，充分發(fā)揮探究實驗的作用，讓學生親身經(jīng)歷實驗探究的過程，觀察物體在做受迫振動時其頻率跟驅動力頻率的關系，以及受迫振動的頻率與物體固有頻率接近時振動的特點，達到了較好的教學效果。學情分析學生通過前幾節(jié)對機械振動的學習，已經(jīng)知道了描述機械振動的振幅、周期、頻率等概念的含義，對機械振動過程中的能量轉化有初步認識。本節(jié)課的主要任務是通過實驗掌握物體在做受迫振動時其頻率跟驅動力頻率的關系，以及受迫振動的頻率與物體固有頻率接近時振動的特點。教學目標知識與能力目標1 .知道什么是阻尼振動，阻尼振動的圖像的特點。2 .知道什么是受迫振動，知道受迫振動的頻率等

3、于驅動力的頻率。3 .知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件。能夠解釋共振的應用和防止的實例。過程與方法目標1 .設置問題啟發(fā)學生的思考，讓學生掌握解決問題的思維方法。2 .探究和驗證過程中掌握觀察、總結、用數(shù)學處理物理問題的方法。3 .經(jīng)歷科學規(guī)律探究的過程、認識探究的意義、嘗試探究的方法、培養(yǎng)探究的能力。情感態(tài)度與價值觀目標1.通過受迫振動的實驗，培養(yǎng)學生的科學探究的興趣。2,通過探究實驗培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識。3.體會自然現(xiàn)象背后的奇妙規(guī)律，培養(yǎng)求知欲極學以致用的精神。教學重難占八、重點受迫振動時其頻率跟驅動力頻率的關系，共振。難點受迫振動時其頻率跟驅動力頻率的關系教學策略與設計說明學生

4、通過分組實驗探究受迫振動頻率與驅動力頻率之間的關系，受迫振動振幅與驅動力頻率和固有頻率之間的關系，學生通過自己動手，由直觀、真實、自然的實驗現(xiàn)象得出受迫振動頻率與驅動力頻率之|用的規(guī)律，受迫振動振幅與驅動力頻率和周后頻率之間的圖像。學生總結出規(guī)律后，通過解釋不同的有趣的共振實驗現(xiàn)象達到學以致用的目的。水到渠成的學習的過程中，體驗成功的愉悅。教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖情境導入3分鐘導入：教師出示PPT并播放新聞視頻：引導學生通過觀看“塔科馬大橋垮塌”的視頻，引起學生探究現(xiàn)象背后的秘密的欲望。PPT出示本節(jié)課的學習目標思考悲劇發(fā)生的原因創(chuàng)設情境，激發(fā)學生探究問題的興趣占兀成導學案的自

5、一、阻尼振動【問題一】1 .什么是周啟振動？2 .什么是固有周期和固有頻率？1 .如果系統(tǒng)/、受外力的作用，此時的振動稱為周啟振動。2 .周后振動的頻率（周期），叫做系統(tǒng)的固有頻率（固有學生閱課本，基本可以完成自主學習的任務。主學習部【問題二】1.什么是阻尼振動？周期）。系統(tǒng)振動過程中受到阻力作用，系統(tǒng)克服阻力做功，個別學困生，分5分鐘2.阻尼振動有什么樣的特點？消耗機械能，因而振幅減小，這種振動叫做阻尼振動。振動系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。小組討論過程也可以組內解決3.阻尼振動的圖像周期和頻率不變。4、阻尼振動過程中，振動快慢是臺啟義化？實際的振動一定

6、是阻尼振動5、實際的振動都是是阻尼振動嗎？創(chuàng)設情境2分鐘思考：怎樣才使受阻力的振動的物體的振幅/、父，而一直振動下去呢？二、受迫振動【問題二】1 .什么是驅動力？2 .什么是受迫振動？用周期性的外力作用于振動系統(tǒng)，通過外力對系統(tǒng)做正功，補償系統(tǒng)機械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動下去。驅動力（又叫策動力）：使系統(tǒng)持續(xù)振動下去的周期性外力物體在驅動力作用卜的振動由學生熟悉的蕩秋千引入驅動力和受迫振動的概念，順理成章合作探究15分鐘【分組實:象，怛實驗一：1、如何或動的彈簧，2、要想。發(fā)生變化3、實驗文臉】動V省卜4、匕彈窗振子做三彈,可以工程中1手實驗列問題"振W:什么運辰子的他、采取什彈簧

7、力并觀察現(xiàn)力起來？振動？網(wǎng)（頻率）么措施？門的固有轉動手柄。彈簧振子做受迫振動改變手柄轉動的周期或頻率彈簧振子系統(tǒng)不變，固有周分組實驗,小組討論周期（頻率）變了嗎？4、彈簧振子做受迫振動的周期（頻率）是由什么決定的？5、實驗過程中，彈簧振子的振幅都一樣嗎？實驗二：1、讓其中一個擺球振動起來，你觀察到了什么現(xiàn)象？2、其余的的擺球做什么運動？3、所有擺球的振幅都一樣嗎？什么樣的振幅大？什么樣的振幅??？4、小球做受迫振動的振幅大小與什么肩關系？4、實驗過程中，所有小球的振動周期（頻率）都一樣嗎？5、實驗三：期/、艾由轉動手柄的周期決定轉動手柄頻率不同，彈簧振子的振幅有時大有時小其余的小球也跟著振動起

8、來其余擺球都做受迫振動不同小球振幅后大有小擺長和驅動力的擺長接近的振幅大，二者相力:較多的振幅小系統(tǒng)的固有頻率和驅動力的頻率接近的振幅大，二者相力:較多的振幅小所有小球的振動頻率都與驅動力的頻率相等組內解決有困難，教師可以隨堂指導分組實驗，可以鍛煉學生動手能力，提高觀察實驗現(xiàn)象，總結實驗規(guī)律的能力1、敲擊音叉，然后放到音箱附近，你聽到的聲音有什么變化/音叉的聲音變大2、敲擊不同的音叉，放到同一個音箱附近，效果一樣嗎？/、同的音叉聲音變大的程度/、同3、如何解釋這個現(xiàn)象？音叉和音箱的頻率相同時，嚴首取大，頻率小IT時尸首也變大，但是變化不如頻率相同時明顯6、你能說出樂器中的音箱是起什放大曰里，同

9、口寸也可以改善么作用的嗎？音色通過觀察三個實驗，總結：振動穩(wěn)定后的頻率等于驅受迫振動的頻率和什么后美系?動力的頻率,跟物體的固有頻率無關。受迫振動的振幅由驅動力頻率和物體的固有頻率共受迫振動的振幅和什么有美系,同決定：兩者越接近，受迫振動的振幅越大，兩者相差越大，受迫振動的振幅越小。歸納總二、共振1、什么叫共振現(xiàn)象？驅動力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的系統(tǒng)振幅最大，這引導學生積極討論結種現(xiàn)象叫做共振.102、產(chǎn)生共振現(xiàn)象的條件：f驅=f固分鐘3、共振曲線：思考：運用所生活中的受迫振動現(xiàn)象有哪微波爐加熱食物學知識些?這些現(xiàn)象是否都肩益？笛聲除蟲解決實采取什么措施會更好？登雪山嚴禁大聲喊叫際

10、問題部隊過橋要便步走學以致總結：利用時：f驅_f_固火車過橋要減速小說中的“獅吼功”共振篩轉速計接近，相等最好用防止時：f驅f固遠離，相差越多越好例題1.兩個彈簧振子，甲的驅動力頻率和物體的周啟固有頻率是100Hz,乙的固有頻率頻率越接近，受迫振動的振是400Hz，若它們均在頻率是300Hz的驅動力作m下做受迫振動，則幅越大，兩者相差越大,受（）迫振動的振幅越小，所以乙當A.甲的振幅較大，振動頻率的振幅大堂是100Hz受迫振動的頻率等于驅動B.乙的振幅較大，振動頻率力的頻率，跟物體的固有頻檢是300Hz測人匕zJJlizC.甲的振幅較大，振動頻率率無關。所以甲乙的頻率都各小組3分是300Hz是

11、300Hz口頭展鐘D.乙的振幅較大，振動頻率是400Hz正確答案：C示討論結果例題2.研究單擺受迫振動規(guī)律時得到如圖所示圖象，說法正確的是（）A.其縱坐標為位移B.其縱坐標為振幅C單擺的固有周期為2sD.圖象的峰值表示共振時的振幅例題3.有一根張緊的水平純上掛肩5個雙線擺，其中b擺擺球質量最大，另4個擺球質量相等，擺長關系為Lc>Lb=Ld>La>Le,如圖所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉微小角度，放手后讓其振動，經(jīng)過一段時間，其余各擺均振動起來，達到穩(wěn)定時（）A.周期關系為Tc>Td>Ta>TeB.頻率關系為fc=fd=fa=feC.按巾田關系為AcAd-Aa

12、AcD.四個寸i中，d的振幅最大，且Ae<Aa答案：BCDB球作為驅動力，acde四個小球做受迫振動，其頻率都等于驅動力的頻率，因此答案B止確d球的探長和b球相等，因而振幅最大。ac的擺長都比b球的擺長小，且e的擺長比a還要小，因此e球的振幅小于a球的振幅，答案D止確答案：BD課堂小結2分鐘學科班長總結本節(jié)課學到了哪些知識，從中得到哪些體驗，哪方面的能力得到了鍛煉，今后的打算和學習目標布置作業(yè)1分鐘1 .布置檢測練習導學案中課后作業(yè)部分2 .拓展閱讀課上沒有進行討論的共振現(xiàn)象，可以課余時間上阿查找具體的裝置和現(xiàn)象，并用所學受迫振動知識進行解釋。板書設計小結1、阻尼振動：振幅（能量）逐漸減

13、小的振動。2、受迫振動：物體在周期性驅動力作m下的振動物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率，跟物體的固有頻率無關。3、共振：當驅動力的頻率跟物體的固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。A利用共振時：應使驅動力的頻率f接近或等于振動物體的固后頻率foR防止共振時：應使驅動力的頻率f與物體的固有頻率fo不同，而且相差越大越好教學反思：本節(jié)課知識內容較簡單，受迫振動實驗較難操作，以往主要以講授式為主，容易造成“填鴨”效果，所以本節(jié)課主要以學生實驗為主，通過實驗得出受迫振動的相關規(guī)律。本節(jié)課首先通過“塔科馬大橋垮塌”的新聞視頻創(chuàng)設了物理情景，激發(fā)學生探究的欲望，通過親自動手

14、探究實驗，讓學生體驗學習的過程，培養(yǎng)學生觀察實驗現(xiàn)象的能力，通過讓學生自己思考、總結得出規(guī)律，培養(yǎng)學生的思維能力，通過運用規(guī)律解釋各種共振現(xiàn)象，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，學以致用，讓學生體驗成功的喜悅。通過當堂檢測，鞏固課堂上所學到的知識。本節(jié)課感觸最深的是實驗較難操作，實驗穩(wěn)定性不強，導致實驗時間不好控制，講課之前已經(jīng)預留了4分鐘的時間調整，實際操作發(fā)現(xiàn)學生動手實驗占用了大量時間，另外，由各種共振現(xiàn)象中總結出受迫振動的規(guī)律對于學生來說有一定困難，學生很難一下子說出來，需要教師在課堂上逐步引導。本節(jié)課設計的各個環(huán)節(jié)還可以繼續(xù)改進和調整。比如：實驗三一一聲音的共鳴，可以直接以視頻播放的形式展示給學生，有學生解釋現(xiàn)象，這樣就可以在實驗探究緩解