資源簡(jiǎn)介

第 6 節(jié) 受迫振動(dòng) 共振 課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
課時(shí)基本信息
學(xué)科 物理 年級(jí) 高二年級(jí) 學(xué)期 春季
課題 受迫振動(dòng) 共振
教科書 書 名：普通高中教科書物理選擇性必修第一冊(cè)
課時(shí)教材分析
本節(jié)從古代“洗”可發(fā)生自激振蕩引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而進(jìn)入本節(jié)主題。首先 闡述振動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有受到外力作用時(shí)的固有振動(dòng)，此時(shí)的頻率稱為固有頻率。然后從振動(dòng)圖像 和能量的角度分析阻尼振動(dòng)，再介紹受迫振動(dòng)，以及共振現(xiàn)象和共振曲線。其中有兩個(gè)學(xué)生 實(shí)驗(yàn)“做一做”，分別“研究受迫振動(dòng)的頻率”和“演示共振現(xiàn)象”。
課時(shí)學(xué)情分析
學(xué)生在前五節(jié)的內(nèi)容學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述、回復(fù)力和能 量、單擺、用單擺測(cè)量重力加速度實(shí)驗(yàn)等知識(shí)和方法，對(duì)于物體的振動(dòng)分析已經(jīng)有了基礎(chǔ)， 并且還知道了簡(jiǎn)諧振子、單擺等無(wú)外力干預(yù)的振動(dòng)周期與振動(dòng)頻率固定，與振幅無(wú)關(guān)，只與 系統(tǒng)材料及構(gòu)造有關(guān)。但受迫振動(dòng)前面五節(jié)并未涉及，因此本節(jié)依然是一個(gè)新的開始，對(duì)于 物體振動(dòng)是一個(gè)新的升華。
課時(shí)教學(xué)目標(biāo)
物理觀念： 1. 知道什么是阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)； 2. 會(huì)用能量觀點(diǎn)分析阻尼振動(dòng)的振幅變化和受迫振動(dòng)的共振現(xiàn)象。 科學(xué)思維與探究： 1. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)固有頻率、驅(qū)動(dòng)力頻率與振動(dòng)頻率之間的區(qū)別和聯(lián)系； 2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解產(chǎn)生共振的條件，認(rèn)識(shí)共振是受迫振動(dòng)的一種特殊情況。 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任： 1.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度； 2.在共振應(yīng)用的學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)創(chuàng)新、國(guó)家民族榮譽(yù)感。
課時(shí)教學(xué)重點(diǎn)
1.認(rèn)識(shí)固有頻率，區(qū)別驅(qū)動(dòng)力頻率與振動(dòng)頻率； 2.了解發(fā)生共振現(xiàn)象的條件。
課時(shí)教學(xué)難點(diǎn)
1.固有頻率、驅(qū)動(dòng)力頻率、振動(dòng)頻率三者關(guān)系； 2.發(fā)生共振現(xiàn)象的條件及用相關(guān)知識(shí)解釋實(shí)例。
課時(shí)教學(xué)方法
講授法，談?wù)摲ǎ骄糠ǎ灾鲗W(xué)習(xí)法，多媒體教學(xué)視頻展示
開放性學(xué)習(xí)環(huán)境
每組 4 張桌子，共 5 小組，每個(gè)小組受迫振動(dòng)頻率探究?jī)x器 1 套、演示共振現(xiàn)象儀器一套。
課時(shí)教學(xué)過(guò)程
任務(wù)一 活動(dòng) 1：和學(xué)生一起觀察“洗”，試著摩擦盆 耳振出水花。 問(wèn)題 1：為什么盆會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，還會(huì)濺起層 層水花？ 活動(dòng) 2：再帶學(xué)生觀察編鐘，敲擊編鐘聽聲 音。 問(wèn)題 2: 樂(lè)聲從何而來(lái)？音調(diào)由什么決定？ 通過(guò)切身體驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興 趣。 結(jié)合初中聲音的相關(guān)知識(shí)，以 及前幾節(jié)彈簧振子和單擺周期 實(shí)驗(yàn)結(jié)論，讓學(xué)生展開猜想， 從而得到固有頻率。
任務(wù)二 活動(dòng) 1：觀察彈簧振子、單擺的振動(dòng)，發(fā)現(xiàn)振 動(dòng)越來(lái)越弱，直至停下。 直觀感受到阻尼振動(dòng)會(huì)逐漸停 下，引導(dǎo)學(xué)生分析原因。
問(wèn)題 1：振動(dòng)為什么會(huì)逐漸消失？ 活動(dòng) 2：以彈簧振子和編鐘為例，分別分析阻 尼振動(dòng)能量衰減的轉(zhuǎn)換種類。 問(wèn)題 2：如何能讓振動(dòng)持續(xù)？ 活動(dòng) 3：以單擺為例，嘗試讓小球持續(xù)振動(dòng)。 阻尼振動(dòng)能量衰減的兩種轉(zhuǎn) 換：內(nèi)能及帶動(dòng)周圍空氣振動(dòng) 輻射。 當(dāng)有周期性的外力作為驅(qū)動(dòng)， 振動(dòng)則持續(xù)，得出受迫振動(dòng)概 念。
任務(wù)三 問(wèn)題 1：固有頻率、驅(qū)動(dòng)力頻率、受迫振動(dòng)頻 率三者之間是什么關(guān)系？ 活動(dòng) 1：猜想，并動(dòng)手“做一做”研究受迫振 動(dòng)的頻率。 問(wèn)題 2：如何使受迫振動(dòng)的振幅最大？以蕩秋 千為例展開猜想與分析。 活動(dòng) 2：動(dòng)手“做一做”共振演示儀，試著找 出振動(dòng)穩(wěn)定后振幅最大的條件。 實(shí)驗(yàn)探究受迫振動(dòng)的頻率 等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻 率無(wú)關(guān)。 物體在做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng) 驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻 率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅達(dá) 到最大，即共振現(xiàn)象。
任務(wù)四 活動(dòng) 1：聽“關(guān)于共鳴”的故事，說(shuō)一說(shuō)原 理。 活動(dòng) 2：看英國(guó)曼徹斯特的布勞頓吊橋因共振 坍塌，說(shuō)一說(shuō)生活中該如何避免。 感受古人的大智慧，不僅 懂得共振現(xiàn)象,而且掌握了消 除共鳴現(xiàn)象的科學(xué)方法。 感受共振就在我們身邊， 要科學(xué)分析，避免悲劇再次發(fā) 生。
活動(dòng) 3：觀看視頻：振動(dòng)控制技術(shù)——港珠澳 大橋，科學(xué)家尹學(xué)軍。 活動(dòng) 4：再看共振的積極應(yīng)用：收音機(jī)、微波 爐、核磁共振技術(shù)等。 積極感受共振的應(yīng)用、防 治，激發(fā)學(xué)生對(duì)前沿科學(xué)的向 往，對(duì)科學(xué)家產(chǎn)生崇高的敬 意。
任務(wù)五 拓展思考： 1.分組研究收音機(jī)、微波爐、核磁共振技 術(shù)原理； 2.查閱資料，嘗試解釋“龍洗”水面濺起 層層水花的原理。 通過(guò)拓展思考問(wèn)題，使本 節(jié)課的學(xué)習(xí)得到延伸。
課時(shí)教學(xué)板書設(shè)計(jì)
一.固有頻率f0 二.阻尼振動(dòng) 三.受迫振動(dòng)： f迫 = f驅(qū) 四．共振現(xiàn)象：當(dāng) f驅(qū) = f0 §2.6 受迫振動(dòng) 共振 時(shí)
課時(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)及作業(yè)
1.拓展性作業(yè) 查閱資料，嘗試解釋收音機(jī)、微波爐、核磁共振、“龍洗”水面濺起層層水花的原理。 2.習(xí)題性作業(yè)
課時(shí)教學(xué)反思
本節(jié)課以一連串實(shí)驗(yàn)為線， 逐步深入探索阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振等核心知識(shí)。兩個(gè)“做 一做 ”學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，充分放手以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和動(dòng)手能力，進(jìn)而小組能合作得 出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在觀看視頻《尹學(xué)軍——振動(dòng)控制專家》之后，從同學(xué)
們的掌聲中足見本節(jié)課已成功完成課程思政要求，激發(fā)了學(xué)生對(duì)祖國(guó)由衷的自豪感，以及對(duì) 科學(xué)家們充滿敬意。

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