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1、外力作用下的振动教学设计【教学目标】一、知识与技能.知道什么叫固有频率，理解固有的含义。.知道什么叫阻尼振动，能从能量的角度分析阻尼振动 产生的原因。.知道什么叫驱动力，理解它是按效果命名的力。.知道什么叫受迫振动。理解系统做受迫振动的频率等 于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。.知道什么叫共振，理解共振发生的条件，知道常见共 振的应用和危害。二、过程与方法.通过演示实验训练学生的观察能力和由实验现象提炼 出规律的能力以及表达能力。.通过让学生列举或解释自然现象和生活中实例的方 法，培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。三、情感态度与价值观让学生领略物理现象与规律的奇妙与和谐，发展
2、学生的 好奇心与求知欲，体验探究的艰辛与乐趣。【教学重点】.受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。.共振发生的条件。【教学难点】受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率 无关的理解。【教学方法】演示实验，多媒体视频，启发，讨论，交流。【课时安排】课时【教学过程】一、复习并引入新师：前面我们学习简谐运动时引入了两个理想化模型是 什么？生：弹簧振子和单摆。师：说它理想很重要的一点就是我们忽略掉振动中的摩 擦阻力或空气阻力等，即忽略掉振动系统的能量损失，那么 弹簧振子或单摆做什么样的振动？生：振幅不变的运动师：实际的弹簧振子或单摆的振动肯定有能量损失，它 会做什么样的振动呢？演
3、示实验：水平弹簧振子做振幅逐渐减小的振动 师：这种由于能量的损失导致的振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。二、新课教学板书一、阻尼振动.振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。.阻尼振动的x-t图象师：你认为振幅减小的快慢与什么相关？生：讨论后得出与阻力大小有关。演示：单摆的摆动，次在空气中；第二次在水中。提醒 学生观察振幅减小的快慢有什么不同。师：如果进一步增大阻力，会不会造成振动不能发生 呢？生：可能不发生振动。演示：单摆摆动，小球在粘稠的泥浆中板书.振幅减小的快慢与阻力大小有关；当阻力过大时，振 动不能发生。师：钟摆在摆动时受不受阻力作用呢？它的振幅是否减 小呢？生：普遍认为受阻力，但振幅又保持不变。师
4、：是什么原因导致它的振幅不减小呢？生：讨论后或经老师提醒后得出摆不断得到能量补充。师：象钟摆这样虽有能量损耗， 但能量又不断得到补充， 使振动能够持续下去的振动叫受迫振动。板书二、受迫振动.作用在系统上，不断对系统做功的周期性外力叫驱动 力。.受迫振动：系统在驱动力作用下的振动。师：除钟摆外，请你再列举出几个受迫振动的实例。生：师、生之间；生、生之间热烈地讨论交流几分钟后 学生发言列举出一些实例。教师与其他学生共同甄别是不是 受迫振动。教师挑出或告知几个典型的受迫振动：电磁打点计时器 振片的振动；挑物的小扁担的振动； 跳水比赛中跳板的振动; 被幼儿园老师有节奏推动下的秋千的摆动；大型喷气式客机
5、 飞过时窗户的振动。师：振动系统本身有固有频率，驱动力也是周期性的当 然也有频率，那么系统做受迫振动时是以自己的固有频率振 动呢？还是以驱动力的频率振动？或者都不是呢？师：凭直觉猜一猜答案是什么？生：绝大多数能猜出不是以固有频率振动，否则老师不 会出这个问题，而两种频率都不是又过于复杂，只能是以驱动力频率振动。老师幽默地说：“肯定以驱动力频率振动， 因为系统做受迫振动，既然是被迫的，自己当然说了不算， 就得听受迫源的”师：从刚才列举的几个典型的例子中你能不能找到答 案？师、生之间；生、生之间讨论交流刚才的几个实例，几 分钟后学生发言阐述答案与理由，老师与其他同学给予点 评。最后选出三个最典型的
6、实例：一是电磁打点计时器，当 电源频率是50Hz时，振片就以50Hz的频率振动；当电源频 率是60Hz时，振片肯定以60Hz的频率振动。二是挑物的小 扁担的振动频率与人上下振动的频率相同。三是被幼儿园老 师有节奏推动下的秋千的摆动频率等于老师推力的频率。师：从直觉上，从看到的现象上来看，系统做受迫振动 时是以驱动力频率振动，下面我们专门做实验验证一下我们 得出的结论。演示实验：图11. 5-2，先不通入电流使振子自由振动， 感性认识固有频率大小；再按教材要求做实验。板书.在稳定时受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系 统的固有频率无关。师：是不是系统的固有频率对系统的振动一点影响也没 有呢？这
7、一次我们从感性入手，通过实验看一看能否找到规 律。演示实验：图11. 5-3，先让学生明白A摆提供驱动力， 驱动力频率等于由 A摆摆长决定的频率；其余各摆都做受迫 振动，振动频率都等于驱动力频率，即都等于A摆的频率；同时其余各摆都具有由自己摆长决定的固有频率，其中B摆的固有频率等于驱动力频率，c摆的固有频率大于驱动力频率，D E两摆的固有频率都小于驱动力频率。但D摆的固有频率更接近于驱动力频率。让学生观察实验，说出看到的现象，总结出规律或结论， 老师组织同学们互相评价。师总结出实验结论：做受迫振动的系统，当固有频率等 于驱动力频率时，振幅最大；当固有频率不等于驱动力频率 时，二者越接近，振幅越
8、大。师：刚才的实验中由于 B摆的固有频率等于驱动力频率， 导致B摆振幅最大的现象在物理学上叫共振。板书三、共振.驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的系统 振幅最大的现象叫共振。.当固有频率不等于驱动力频率时，二者越接近，振幅越大.共振曲线，图11. 5-4.共振与受迫振动的关系：共振是受迫振动的一个特殊 状态。师：就象受迫振动一样，共振现象也广泛存在于生产、 生活当中。板书四、生活中的共振与减振阅读：科学漫步演示：共振筛实验【课堂小结】.阻尼振动.受迫振动的概念和规律.共振的概念、特点【作业】课本P21: 1、2、3、4;通过图书、杂志、互联网等查找共振应用与防止的其他实例，以后找机会交流。