高中物理人教版4第十一章機(jī)械振動5外力作用下的振動

《探究共振現(xiàn)象》說課稿《探究共振現(xiàn)象》，本節(jié)選自人教版，高中物理選修3-4第十一章第五節(jié)的部分內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)通過此次共振實(shí)驗(yàn)的探究，讓學(xué)生知道共振及產(chǎn)生共振的條件，培養(yǎng)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)的能力；實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一：演示實(shí)驗(yàn)如圖（1）所示，在一根硬桿上固定三個(gè)不同擺長的鐵質(zhì)小球，雙手握住硬桿兩端控制桿以一定的頻率來回轉(zhuǎn)動較小的角度，從而使三個(gè)小球做受迫振動。讓學(xué)生自己觀察可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)轉(zhuǎn)動的頻率較大時(shí)，擺長較小的小球達(dá)到最大振幅，慢慢減小硬桿的轉(zhuǎn)動頻率，中等擺長的小球達(dá)到最大振幅，繼續(xù)減小硬桿的轉(zhuǎn)動頻率，擺長最大的小球慢慢達(dá)到最大振幅。引出實(shí)驗(yàn)二：探究小球能夠達(dá)到最大振幅的條件；實(shí)驗(yàn)二：探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材簡介：如圖（2）探究實(shí)驗(yàn)中，我們用擺球來提供驅(qū)動力，稱之為驅(qū)動擺，驅(qū)動擺控制硬桿小角度來回轉(zhuǎn)動，從而使另一個(gè)擺球（稱之為從動擺）做受迫振動。固定從動擺的擺長，首先使驅(qū)動擺的擺長大于從動擺的擺長，等從動擺的振幅達(dá)到最大時(shí)，定性觀察從動擺的振幅并定量測量從動擺小球經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間，遮光時(shí)間越長說明小球通過光電門的速度越小，對應(yīng)的從動擺小球的振幅也越小，由此可以用從動擺小球經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間來反映振幅的大小。記錄遮光時(shí)間，然后依次減小驅(qū)動擺的擺長，并做標(biāo)記，此后每次實(shí)驗(yàn)保持驅(qū)動擺的振動高度差不變，從而保證驅(qū)動擺擺到最低點(diǎn)的動能是一定的。觀察從動擺對應(yīng)的振幅并定量測量其遮光時(shí)間。這里是我自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理,總共取八組數(shù)據(jù)得到八個(gè)遮光時(shí)間，如下圖（3）-（10）：時(shí)間記錄：對應(yīng)某一個(gè)驅(qū)動擺擺長，在從動擺的多次遮光時(shí)間中確定最小的遮光時(shí)間，這便是從動擺達(dá)到最大振幅的時(shí)候。圖（3）圖（4）圖（5）圖（6）圖（7）圖（8）圖（9）圖（10）用游標(biāo)尺測量擺球的直徑，用刻度尺測量每個(gè)遮光時(shí)間對應(yīng)的驅(qū)動擺的擺長。驅(qū)動擺擺球直徑的測量圖（10）從動擺擺球直徑的測量圖（11）實(shí)驗(yàn)時(shí)每次改變驅(qū)動擺的繩長都要用筆在繩子上面做上標(biāo)記，記錄完時(shí)間后將繩上的標(biāo)記轉(zhuǎn)化到白紙上（描點(diǎn)）進(jìn)行測量，最終擺長等于擺球半徑加上繩長部分。根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作表（1），記錄上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（1）轉(zhuǎn)換成圖像模式如表（2）表（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)把驅(qū)動擺和從動擺近似看做單擺運(yùn)動，根據(jù)單擺的知識可知，當(dāng)驅(qū)動擺和從動擺的擺長相同時(shí)，它們的擺動周期也相等，即它們的擺動頻率相等，從而得出結(jié)論：當(dāng)驅(qū)動擺的驅(qū)動頻率與從動擺的固有頻率相等時(shí)，從動擺的受迫振動有最大振幅。演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)完成以后，給出共振的定義，并分析總結(jié)后給出共振的條件：1.共振系統(tǒng)做受迫振動時(shí)，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振2.共振條件驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對共振有一個(gè)感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生求知欲，引出探究共振條件的實(shí)驗(yàn)；在通過探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對共振有一個(gè)更加深刻的理解，培養(yǎng)其自主探究的能力，得出共振條件。四、實(shí)驗(yàn)方法及效果評價(jià)1.亮點(diǎn)：此次研究共振的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以探究式實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)路線，借助傳感器對整個(gè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量分析，增大了實(shí)驗(yàn)的可靠性，彌補(bǔ)了以往定性觀察的不足；2.從效果來看實(shí)驗(yàn)一：該演示實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生自己動手制作實(shí)驗(yàn)器材，親自做實(shí)驗(yàn)，感受共振的物理過程，增強(qiáng)學(xué)生的參與感，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力；3.從效果來看實(shí)驗(yàn)二：該探究實(shí)驗(yàn)相對來說比較復(fù)雜，為了增大實(shí)驗(yàn)成功的幾率，同時(shí)出于上課時(shí)間的考慮，教師應(yīng)親手做實(shí)驗(yàn)，但對