資源簡介

2.6 受迫振動 共振 ----教學評大單元分課時教學設計
課 題 2.6 受迫振動 共振
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間 2023年 月 日
教學內容分析 本節課首先介紹了固有頻率的概念，然后從圖像和能量的角度分析了阻尼振動，并介紹了受迫振動。通過電動機振動實驗和耦合擺實驗，進一步了解受迫振動。最后結合顯示生活的例子，加深本文內容。本節課生活化內容多，可以進行文化教育和生活經驗教育。
學習者 分析 前面幾節學生學習了簡諧運動的受力和運動特點。知道了能量的變化情況。對單擺和彈黃振子的模型也有了較為深入的理解，為這節課作了好的鋪墊。高一學期的學生已經有了一定的觀察分析能力、歸納總結能力和邏輯思維能力。而且這個階段的學生有很強的求知欲和好奇心，對于與生活聯系獨切密切的知識非常感興趣。敢于猜想和嘗試，這些可以幫助學生順利完成本節課的學習。
教學目標與核心素養 物理觀念∶知道阻尼振動、受迫振動和共振的概念。 科學思維∶能夠從能量的變化角度來分析阻尼振動。 科學探究：通過研究受迫振動的頻率的實驗，知道振幅與驅動力的關系。 科學態度與責任∶介紹我國在利用共振和防止共振方面的技術，提升民族自豪感。
教學準備 多媒體課件、導學案、視頻。
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
【創設情景 引入課堂】
從蕩秋千引入課堂等幅振動和阻尼振動的概念。 讓學生觀察圖片或視頻，建立“振動會自發地衰減”的感性認識 體驗、觀察、思考、討論。 引導學生通過情境建模，建立物理概念，形成理性與感性的連接。
探索新知： 知識點一：受迫振動
“秋千最終會停下來”，如何才能讓秋千一直振動？提出“受迫振動”的概念。 列舉出一些受迫振動的例子 引導思考如何讓物體一直振動。 思考、討論、表達 從解決問題的角度探討物理問題，引導學生從建立物理與實際的聯系。
探索新知： 知識點二：受迫振動的頻率
觀察實驗：固有頻率不同的四個小球，在相同的外力驅動下的擺動。 引導學生觀察相同驅動力下的不同小球的振動情況：特別觀察小球的振幅是否相同；小球的頻率是否同步？小球的振幅是否相同？ 觀察、思考 學生通過觀察，掌握受迫振動的頻率跟驅動力的頻率相等的規律。并提出：“什么情況下受迫振動的小球振幅最大？”
【受迫振動的振幅】 觀察實驗，繪制振子隨驅動頻率變化的曲線。 引導學生觀察兩個彈簧振子在不同頻率下的振幅變化。逐漸增大驅動頻率，兩個振子振幅逐均先增大，后減小。 作圖、思考、討論 引導學生在操作實驗之前先制定方案，理解實驗原理，培養學生的探究素養。 建立受迫振動振幅大小隨驅動頻率變化的關系，并且知道振幅最大時額定頻率大的振子對應的驅動頻率也較大。
觀察實驗 以一個小球帶動其他小球擺動，觀察振幅的大小與什么因素有關。 引導學生觀察受迫振動的小球的擺幅與小球的質量是否有關？與驅動小球的繩長有什么關系？ 觀察，思考，討論，表達 學生發現受迫振動擺幅最大的小球的擺長跟驅動小球的擺長相同，即其固有頻率與驅動小球獨有頻率相同。回顧剛才的彈簧振子實驗，可以形成統一的觀點：當受迫振動物體的固有頻率等于驅動力頻率時，振幅達到最大，稱為共振。
【共振的應用】 共振篩、轉速計等是共振的常見應用 介紹共振的應用，此時可以發散講解，重點是如何實現共振。 聆聽、思考 讓學生形成知識間關聯的習慣，培養知識遷移的能力。
課堂練習
在這繃緊的繩子上掛上四個球，A和D的長是L，B的長是L/2，C的擺長是3L/2。先讓A動起來，其他個球也將隨著擺動，那么BCD誰的振幅最小？ 解析：A球先擺動，那他就會迫使水平繩跟著振動，水平繩又迫使BCD三個小球受迫振動，判斷誰的振幅最小，只要看誰的固有頻率與驅動力A的頻率差距更大就可以。 A的擺長是L，他的率是 B的擺長是L/2，那它的固有頻率就是， 同理C的擺長是3L/2，那它的固有頻率就是， 最后D的擺長和A的擺長相同，所以D的固有頻率與A的頻率相同。不難看出B的固有頻率與A驅動力頻率差距最大，所以B的振幅最小，且題目中D與A的長相同地發生了共振，其振幅是最大的。 所以遇到這種判斷受迫振動的振幅大小問題，你只要分析出物體的固有頻率與驅動力頻率的關系就能搞定。
課堂小結 利用思維導圖引導學生完成
主板書設計
2.6受迫振動 共振 一、振動中的能量損失 ①固有頻率：物體固有振動時的頻率。 ②阻尼振動：振幅隨時間逐漸減小的振動稱為阻尼振動。 二、受迫振動 ①受迫振動：系統在驅動力作用下的振動 ②物體做受迫振動達到穩定后，物體振動的頻率等于驅動力的頻率，與物體的固有頻率無關。 三、共振現象及其應用 物體在做受迫振動時，驅動力的頻率與物體的固有頻率相差越小，受迫振動的振幅越大；當驅動力的頻率與物體的固有頻率相等時，受迫振動的振幅達到最大。
教學反思

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