《外力作用下的振动》教学设计
名称 《外力作用下的振动》 袁海宁 课时 1课时 选修3-4第十一章机械振动第5节 基本信息 执教者 所属教材目录 《外力作用下的振动》是人教版普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3-4第十一章机械振动第5节内容。本节以“外力作用下的振动”为标题，介绍了“阻尼振动”“受迫振动”“共振”的概念。在内容安排上与老教材有较大的变化，这样做不仅可以使学生认识到阻尼振动、受迫振动和共振都属于外力作用下的振动，而且有利于学生对振动分类的理解。教材首先介绍了振动物体教材分析 的固有频率的概念，再从能量的角度分析阻尼振动，进而通过实验探究了受迫振动的频率与驱动力频率的关系，最后利用实验探究了受迫振动的振幅与驱动力频率的关系，从而认识了共振现象。在教学中我深入挖掘教材资源，充分发挥探究实验的作用，让学生亲身经历实验探究的过程，观察物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点，达到了较好的教学效果。 学生通过前几节对机械振动的学习，已经知道了描述机械振动的振幅、周期、频率等概念的含义，对机械振动过程中的能量转化学情分析 有初步认识。本节课的主要任务是通过实验掌握物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点。 1．知道什么是阻尼振动，阻尼振动的图像的特点。 知识与能力目标 2．知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。 3．知道什么是共振以及发生共振的条件。能够解释共振的应用和防止的实例。 1．设置问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。 过程与方法2．探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理目标 物理问题的方法。 3．经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。 教学目标 1
1．通过受迫振动的实验，培养学生的科学探究的兴情感态度与价值观目标 趣。 2．通过探究实验培养合作精神和积极参与的意识。 3．体会自然现象背后的奇妙规律，培养求知欲极学以致用的精神。 教学重难点 重点 难点 受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，共振。 受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系 学生通过分组实验探究受迫振动频率与驱动力频率之间的关教学策略与 设计说明 系，受迫振动振幅与驱动力频率和固有频率之间的关系，学生通过自己动手，由直观、真实、自然的实验现象得出受迫振动频率与驱动力频率之间的规律，受迫振动振幅与驱动力频率和固有频率之间的图像。学生总结出规律后，通过解释不同的有趣的共振实验现象达到学以致用的目的。水到渠成的学习的过程中， 体验成功的愉悦。 教学过程 教学环节 导入： 教师出示PPT并播放新闻视频： 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 3分钟 引导学生通过观看“塔科马大桥垮塌”的视频，引起学生探究现象背后的秘密的欲望。 PPT出示本节课的学习目标 思考悲剧发生的原因 创设情境，激发学生探究问题的兴趣 2
一、阻尼振动 【问题一】 1.什么是固有振动？ 2.什么是固有周期和固有频率？ 完 成 导【问题二】 学1.什么是阻尼振动？ 案 的 自 主 学2.阻尼振动有什么样的特点？ 习 部 分 5分 钟 3.阻尼振动的图像 4、阻尼振动过程中，振动快慢是否有变化？ 5、实际的振动都是是阻尼振动 1.如果系统不受外力的作用，此时的振动称为固有振动。 2.固有振动的频率（周期），叫做系统的固有频率（固有学生阅周期）。 课本，基本可系统振动过程中受到阻力以完成作用，系统克服阻力做功，自主学消耗机械能，因而振幅减习的任小，这种振动叫做阻尼振务。 动。 振动系统受到的阻尼越大，个别学振幅减小得越快，阻尼过大困生，时，系统将不能发生振动。 小组讨 论过程也可以组内解决 周期和频率不变。 实际的振动一定是阻尼振动 吗？ 3
思考：怎样才能使受阻力的振动的物体的振幅不变，而一直振动下去呢？ 由学生创设情境 2分二、受迫振动 钟 【问题三】 1.什么是驱动力？ 2.什么是受迫振动？ 熟悉的用周期性的外力作用于振荡秋千动系统，通过外力对系统做引入驱正功，补偿系统机械能的损动力和耗，使系统持续地振动下受迫振去。 驱动力（又叫策动力）： 使系统持续振动下去的周期性外力 物体在驱动力作用下的振动 【分组实验】动手实验并观察现 象，回答下列问题 实验一： 转动手柄。 弹簧振子做受迫振动 率 4
动的概念，顺理成章 分组实验，小组讨论 合作探究 15分 钟 1、如何让弹簧振子振动起来？振 动的弹簧振子做什么运动？ 2、要想使弹簧振子的周期（频率）发生变化，可以采取什么措施？
改变手柄转动的周期或频
3、实验过程中，弹簧振子的固有弹簧振子系统不变，固有周 期不变 周期（频率）变了吗？ 组内解决有困难，教师可以随堂指导 4、弹簧振子做受迫振动的周期（频由转动手柄的周期决定 率）是由什么决定的？ 5、实验过程中，弹簧振子的振幅转动手柄频率不同，弹簧振子的振幅有时大有时小 都一样吗？ 实验二： 1、让其中一个摆球振动起来，你其余的小球也跟着振动起分组实观察到了什么现象？ 来 验，可 2、其余的的摆球做什么运动？ 其余摆球都做受迫振动 以锻炼学生动手能力，提3、所有摆球的振幅都一样吗？什不同小球振幅有大有小 高观察么样的振幅大？什么样的振幅摆长和驱动力的摆长接近实验现小？ 4、小球做受迫振动的振幅大小与什么有关系？ 的振幅大，二者相差较多的象，总振幅小 的频率接近的振幅大，二者相差较多的振幅小 结实验规律的系统的固有频率和驱动力能力 4、实验过程中，所有小球的振动 所有小球的振动频率都与周期（频率）都一样吗？ 驱动力的频率相等 5、 5