2.6受迫振动 共振 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

课时教学设计 课题 2.6 受迫振动 共振 授课时间： 课型：新课 课时：共1课时 教材分析 本节课程是学生首先闸述振动系统没有受到外力作用时的固有振动，此时的频率称为固有频率。然后从振动图像和能量的角度分析阻尼振动，再介绍受迫振动，以及共振现象和共振曲线。本节的难点是认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系，以及认识生活中相关现象的振动特点，重点是了解发生共振现象的条件及用相关知识解释实例。 核心素养： 【物理观念】知道什么是阻尼振动，什么叫驱动力，什么叫受迫振动。 【科学思维】能举出受迫振动的实例，知道受迫振动的频率由驱动力的频率决定。 【科学探究】知道什么是共振以及发生共振的条件。 【科学态度与责任】在问题分析探究的过程中，培养学生独立思考的能力，养成能量守恒的物理思想。 1. 学习重点难点 【教学重点】知道什么是共振以及发生共振的条件。 【教学难点】知道什么是共振以及发生共振的条件。 2. 教学准备： 1. 教学方法：教师启发、引导，练习，演示。 2. 学习方法：练习法，分析法，归纳法，分组讨论 3. 教学工具：多媒体课件 学习活动设计 环节一： 前提测试: 1.周期，频率的定义及计算式 2.相位的定义及表达式 一、导入新课 想一想： “洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么? 通过明显的演示实验现象，吸引学生的注意力，已发学生思考，引出新课。 环节二： 二、【进行新课】 一、固有周期和固有频率 物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。 如：弹簧振子: 单摆： 固有振动：振动系统不受外力作用的振动 固有周期：固有振动的周期T0 固有频率：固有振动的频率f0 二、阻尼振动 1、演示 2、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动 3、阻尼振动的图像： 4、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。 5、实际的自由振动一定是阻尼振动 三、受迫振动 用什么方法才能得到持续的振动呢？ 1、驱动力：作用在振动系统上的周期性外力 2、受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 3、受迫振动的特点：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。 四、共 振（演示） 当驱动力的频率与系统的固有频率接近时会出现什么现象？ 1、共振曲线 2、共振 驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。 五、共振的防止和应用 共振现象在生活中有哪些应用？ 1、防止：（演示） 使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。 2、应用：（演示） 使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。 课堂练习1、(多选)下列关于共振和防止共振的说法,正确的是 (　　) A.共振现象总是有害的,所以要避免共振现象发生 B.队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力,从而避免产生共振 C.火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率,从而避免产生共振 D.利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率;防止共振危害时,应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率 答案：CD 小组讨论：对比简谐运动、阻尼振动、受迫振动 三、随堂练习 1.(多选)单摆做阻尼振动的振动图像如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能 B.摆球在A时刻的势能等于B时刻的势能 C.摆球在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 答案：BD 2、(多选)单摆在空气中做阻尼振动,下列说法正确的是 (　　) A.振动的机械能逐渐转化为其他形式的能量 B.后一时刻摆球的动能一定比前一时刻小 C.后一时刻摆球的势能一定比前一时刻小 D.后一时刻摆球的机械能一定比前一时刻小 答案：AD 3、(多选)下列说法正确的是( 　　 ) A.实际的自由振动一定是阻尼振动 B.在外力作用下的振动是受迫振动 C.阻尼振动的振幅越来越小 D.受迫振动稳定后的频率与振动系统自身物理条件无关 答案：ACD 4、在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆,其中A、E的摆长为l,B的摆长为0.5l,C的摆长为1.5l,D的摆长为2l。先使A振动起来,其他各摆随后也振动起来,则在B、C、D、E四个摆中,振幅最大的是(　　) A.B B.C C.D D.E 答案：D 5、(多选)一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱。对这一现象,下列说法正确的是(　　) A.正常工作时,洗衣机脱