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

2.6 受迫振动 共振 【课标分析】 在《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中， 本节《受迫振动 共振》属 于课程内容必修课程中“机械振动”主题之下。《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修 订）》中对本节的内容要求为：“通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及 其应用。”学业要求为：“能够理论联系实际，分析生活中的振动现象，了解共振现象的应 用。” 【教材分析】 本节课是人教版普通高中教科书《物理》选择性必修第一册第二章第六节的内容。本节 以“受迫振动和共振 ”为标题，介绍了外力作用下的三种振动形式“阻尼振动 ”“受迫振动 ”“共 振”。阻尼振动与受迫振动都是外力作用下的振动，为了与之区别，本节首先阐述振动系统 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。 教材将阻尼振动、受迫振动、共振三个概念放在一起目的在于使学生能够很好地通过比 较来认识这几种振动。阻尼振动、受迫振动都属于外力作用下的振动， 阻尼振动的外力是阻力， 做功将消耗系统的机械能。受迫振动的外力既有阻力又有驱动力，驱动力做的正功将补偿阻 力做的负功，振动能够稳定存在。共振是受迫振动的一种特殊情况，此时驱动力频率等于固 有频率。驱动力做正功，且明显大于阻力做的负功。系统机械能在不断增大，导致振幅也明 显增大，达到共振。从外力做功和能量转化角度来分析这几种振动是学习本节的基本思路。 认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系是认识受迫振动特点的关键， 也是认识共振现象的前提。对阻尼振动和受迫振动的认识进一步丰富了学生的运动与相互作 用观。本节内容从理想模型到实际情景，从固有振动到有外力作用下的振动的渐渐拓展，符 合科学认识的一般规律。 【学情分析】 学生在学习本课之前学习了简谐运动的规律，图像等知识，并对振动的周期、频率、振 1 学科网（北京）股份有限公司 幅等物理概念有了比较深刻的理解。在学习能力上，学生具有一定的抽象思维能力，可以通 过模型的方式加强抽象思维，学生注意的深度，广度和持久性不是很强，可以以调动学生兴 趣和联系实际的方式，来提高学生注意度。 本节课中共振现象的条件比较抽象，这是学生学习的困惑之处，针对这一困惑，教学中 让同学们用科学探究的方式自己发现共振的条件，认识共振现象，体会科学之美。 【课时学习目标】 1、知道阻尼振动及阻尼振动中能量的转化情况；知道受迫振动，知道受迫振动的频率等 于驱动力的频率；知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止。 2、通过对阻尼振动、受迫振动和共振现象的实验探究和实例分析，培养观察分析能力； 了解共振在实际中的应用和防止，提高理论联系实际的能力。 3、通过受迫振动和共振的学习， 认识内因和外因的辩证关系， 渗透一分为二的辩证法观 点。 【教学重点和难点】 1.教学重点：受迫振动及驱动力频率与振动频率的关系，了解发生共振现象的条件及用相关 知识解释实例。 2.教学难点：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。 【教法学法】 “循环递进式探究 ”教学法：以情境导入，任务驱动，活动贯穿，循环探究，逐步深入， 促进深度学习，实现学习进阶，完成知识建构。 【教学策略】 1.智慧课堂 “云互动 ”：基于智慧课堂全程跟踪探究活动，即时推送学习任务，对学生当堂 建模、实验探究大数据收集、反思研讨过程在线及时处理反馈，发布个性化的批注讲解，确 保探究活动的针对性。 2 学科网（北京）股份有限公司 2.问题串策略：通过设计一个个前后有逻辑关系和递进关系的问题来启发学生，引导学生逐 步深入学习，推进任务的达成。 【课时安排】1课时 【教学准备】 媒体设备： PPT 课件、白板、计算机、智慧平台； 实验器材：钢锯条、音叉、受迫振动和共振演示仪、鱼洗盆、计算机。 【教学流程】 【教学过程】 一、展评作业，走进情境 任务一：展评作业，初探生活中的振动 活动 1：展评作业（了解阻尼） 问题①：用单摆测重力加速度的实验中，测全振动的次数可以很多次吗？ 慢慢停下来，我们再从荡秋千来看一下。 问题②：荡起的秋千会逐渐停下来，如何才能使秋千持续的摇荡？如何让秋千荡得更高？ 。 学科网（北京）股份有限公司 活动 2：规划本节学习路径 讨论预设：从外力的角度，从能量的角度分析生活中的振动。 评价目标 评价标准 评价方式 评价学生对规划本节学习 路径的能力 能够通过分析生活中的运动认识到 这些运动的共同点，并提出解决问 题的方案 学生讨论交流， 通过提问， 根 据学生回答的情况 （二）分析实例，穷究其理 任务二、从能量视角分析生活中的振动