外力作用下的振動教學(xué)設(shè)計(jì)

1、外力作用下的振動教學(xué)設(shè)計(jì)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-4第章機(jī)械振動第5節(jié)內(nèi)容。本節(jié)以“外力作用卜的振動”為標(biāo)題，介紹了“阻尼振動”“受迫振動”“共振”的概念。在內(nèi)容對卜上與老教材有較大的變化，這樣做不僅可以使學(xué)生認(rèn)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(xué)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(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)探究了受迫振動的頻率與驅(qū)動力頻率的關(guān)系，最后利用實(shí)驗(yàn)探究了受迫振動的振幅與驅(qū)動力頻率的

2、關(guān)系，從而認(rèn)識了共振現(xiàn)象。在教學(xué)中我深入挖掘教材資源，充分發(fā)揮探究實(shí)驗(yàn)的作用，讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過程，觀察物體在做受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)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(diǎn)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。學(xué)情分析學(xué)生通過前幾節(jié)對機(jī)械振動的學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道了描述機(jī)械振動的振幅、周期、頻率等概念的含義，對機(jī)械振動過程中的能量轉(zhuǎn)化有初步認(rèn)識。本節(jié)課的主要任務(wù)是通過實(shí)驗(yàn)掌握物體在做受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)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(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)知識與能力目標(biāo)1 .知道什么是阻尼振動，阻尼振動的圖像的特點(diǎn)。2 .知道什么是受迫振動，知道受迫振動的頻率等

3、于驅(qū)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(yīng)用和防止的實(shí)例。過程與方法目標(biāo)1 .設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生掌握解決問題的思維方法。2 .探究和驗(yàn)證過程中掌握觀察、總結(jié)、用數(shù)學(xué)處理物理問題的方法。3 .經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究的過程、認(rèn)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(biāo)1.通過受迫振動的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的興趣。2,通過探究實(shí)驗(yàn)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(xué)以致用的精神。教學(xué)重難占八、重點(diǎn)受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系，共振。難點(diǎn)受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系教學(xué)策略與設(shè)計(jì)說明學(xué)生

4、通過分組實(shí)驗(yàn)探究受迫振動頻率與驅(qū)動力頻率之間的關(guān)系，受迫振動振幅與驅(qū)動力頻率和固有頻率之間的關(guān)系，學(xué)生通過自己動手，由直觀、真實(shí)、自然的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出受迫振動頻率與驅(qū)動力頻率之|用的規(guī)律，受迫振動振幅與驅(qū)動力頻率和周后頻率之間的圖像。學(xué)生總結(jié)出規(guī)律后，通過解釋不同的有趣的共振實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象達(dá)到學(xué)以致用的目的。水到渠成的學(xué)習(xí)的過程中，體驗(yàn)成功的愉悅。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖情境導(dǎo)入3分鐘導(dǎo)入：教師出示PPT并播放新聞視頻：引導(dǎo)學(xué)生通過觀看“塔科馬大橋垮塌”的視頻，引起學(xué)生探究現(xiàn)象背后的秘密的欲望。PPT出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)思考悲劇發(fā)生的原因創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣占兀成導(dǎo)學(xué)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(xué)生閱課本，基本可以完成自主學(xué)習(xí)的任務(wù)。主學(xué)習(xí)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(xué)困生，分5分鐘2.阻尼振動有什么樣的特點(diǎn)？消耗機(jī)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(nèi)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(shí)際的振動一定

6、是阻尼振動5、實(shí)際的振動都是是阻尼振動嗎？創(chuàng)設(shè)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(qū)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(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動下去。驅(qū)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(qū)動力作用卜的振動由學(xué)生熟悉的蕩秋千引入驅(qū)動力和受迫振動的概念，順理成章合作探究15分鐘【分組實(shí):象，怛?qū)嶒?yàn)一：1、如何或動的彈簧，2、要想。發(fā)生變化3、實(shí)驗(yàn)文臉】動V省卜4、匕彈窗振子做三彈,可以工程中1手實(shí)驗(yàn)列問題"振W:什么運(yùn)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(zhuǎn)動手柄。彈簧振子做受迫振動改變手柄轉(zhuǎn)動的周期或頻率彈簧振子系統(tǒng)不變，固有周分組實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)過程中，彈簧振子的振幅都一樣嗎？實(shí)驗(yàn)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(yùn)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(guān)系？4、實(shí)驗(yàn)過程中，所有小球的振動周期（頻率）都一樣嗎？5、實(shí)驗(yàn)三：期/、艾由轉(zhuǎn)動手柄的周期決定轉(zhuǎn)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(qū)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(qū)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(qū)動力的頻率相等組內(nèi)解決有困難，教師可以隨堂指導(dǎo)分組實(shí)驗(yàn)，可以鍛煉學(xué)生動手能力，提高觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)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(yán)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(shí)驗(yàn)，總結(jié)：振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)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(guān)。受迫振動的振幅由驅(qū)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(qū)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(dǎo)學(xué)生積極討論結(jié)種現(xiàn)象叫做共振.102、產(chǎn)生共振現(xiàn)象的條件：f驅(qū)=f固分鐘3、共振曲線：思考：運(yùn)用所生活中的受迫振動現(xiàn)象有哪微波爐加熱食物學(xué)知識些?這些現(xiàn)象是否都肩益？笛聲除蟲解決實(shí)采取什么措施會更好？登雪山嚴(yán)禁大聲喊叫際

10、問題部隊(duì)過橋要便步走學(xué)以致總結(jié)：利用時：f驅(qū)_f_固火車過橋要減速小說中的“獅吼功”共振篩轉(zhuǎn)速計(jì)接近，相等最好用防止時：f驅(qū)f固遠(yuǎn)離，相差越多越好例題1.兩個彈簧振子，甲的驅(qū)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(qū)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(dāng)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(qū)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(guān)。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(jié)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(biāo)為位移B.其縱坐標(biāo)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(zhì)量最大，另4個擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)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(dá)到穩(wěn)定時（）A.周期關(guān)系為Tc>Td>Ta>TeB.頻率關(guān)系為fc=fd=fa=feC.按巾田關(guān)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(qū)動力，acde四個小球做受迫振動，其頻率都等于驅(qū)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(jié)2分鐘學(xué)科班長總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了哪些知識，從中得到哪些體驗(yàn)，哪方面的能力得到了鍛煉，今后的打算和學(xué)習(xí)目標(biāo)布置作業(yè)1分鐘1 .布置檢測練習(xí)導(dǎo)學(xué)案中課后作業(yè)部分2 .拓展閱讀課上沒有進(jìn)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(xué)受迫振動知識進(jìn)行解釋。板書設(shè)計(jì)小結(jié)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(qū)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(qū)動力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān)。3、共振：當(dāng)驅(qū)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(yīng)使驅(qū)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(yīng)使驅(qū)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(xué)反思：本節(jié)課知識內(nèi)容較簡單，受迫振動實(shí)驗(yàn)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(xué)生實(shí)驗(yàn)為主，通過實(shí)驗(yàn)得出受迫振動的相關(guān)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(shè)了物理情景，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，通過親自動手

14、探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，通過讓學(xué)生自己思考、總結(jié)得出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，通過運(yùn)用規(guī)律解釋各種共振現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，讓學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅。通過當(dāng)堂檢測，鞏固課堂上所學(xué)到的知識。本節(jié)課感觸最深的是實(shí)驗(yàn)較難操作，實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性不強(qiáng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時間不好控制，講課之前已經(jīng)預(yù)留了4分鐘的時間調(diào)整，實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)占用了大量時間，另外，由各種共振現(xiàn)象中總結(jié)出受迫振動的規(guī)律對于學(xué)生來說有一定困難，學(xué)生很難一下子說出來，需要教師在課堂上逐步引導(dǎo)。本節(jié)課設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié)還可以繼續(xù)改進(jìn)和調(diào)整。比如：實(shí)驗(yàn)三一一聲音的共鳴，可以直接以視頻播放的形式展示給學(xué)生，有學(xué)生解釋現(xiàn)象，這樣就可以在實(shí)驗(yàn)探究緩解