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

第 6 节 受迫振动 共振 课时教学设计 课时基本信息 学科 物理 年级 高二年级 学期 春季 课题 受迫振动 共振 教科书 书 名：普通高中教科书物理选择性必修第一册 课时教材分析 本节从古代“洗”可发生自激振荡引入，激发学生学习兴趣，进而进入本节主题。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。其中有两个学生 实验“做一做”，分别“研究受迫振动的频率”和“演示共振现象”。 课时学情分析 学生在前五节的内容学习中已经掌握了什么是简谐运动、简谐运动的描述、回复力和能 量、单摆、用单摆测量重力加速度实验等知识和方法，对于物体的振动分析已经有了基础， 并且还知道了简谐振子、单摆等无外力干预的振动周期与振动频率固定，与振幅无关，只与 系统材料及构造有关。但受迫振动前面五节并未涉及，因此本节依然是一个新的开始，对于 物体振动是一个新的升华。 课时教学目标 物理观念： 1. 知道什么是阻尼振动和受迫振动； 2. 会用能量观点分析阻尼振动的振幅变化和受迫振动的共振现象。 科学思维与探究： 1. 通过实验认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系； 2. 通过实验了解产生共振的条件，认识共振是受迫振动的一种特殊情况。 科学态度与责任： 1.培养学生科学严谨的实验习惯、实事求是的科学态度； 2.在共振应用的学习中，培养学生崇尚科学创新、国家民族荣誉感。 高中新课程新教材物理优质课评比 课时教学重点 1.认识固有频率，区别驱动力频率与振动频率； 2.了解发生共振现象的条件。 课时教学难点 1.固有频率、驱动力频率、振动频率三者关系； 2.发生共振现象的条件及用相关知识解释实例。 课时教学方法 讲授法，谈论法，探究法，自主学习法，多媒体教学视频展示 开放性学习环境 每组 4 张桌子，共 5 小组，每个小组受迫振动频率探究仪器 1 套、演示共振现象仪器一套。 课时教学过程 任务一 活动 1：和学生一起观察“洗”，试着摩擦盆 耳振出水花。 问题 1：为什么盆会发出嗡嗡声，还会溅起层 层水花？ 活动 2：再带学生观察编钟，敲击编钟听声 音。 问题 2: 乐声从何而来？音调由什么决定？ 通过切身体验激发学生学习兴 趣。 结合初中声音的相关知识，以 及前几节弹簧振子和单摆周期 实验结论，让学生展开猜想， 从而得到固有频率。 任务二 活动 1：观察弹簧振子、单摆的振动，发现振 动越来越弱，直至停下。 直观感受到阻尼振动会逐渐停 下，引导学生分析原因。 问题 1：振动为什么会逐渐消失？ 活动 2：以弹簧振子和编钟为例，分别分析阻 尼振动能量衰减的转换种类。 问题 2：如何能让振动持续？ 活动 3：以单摆为例，尝试让小球持续振动。 阻尼振动能量衰减的两种转 换：内能及带动周围空气振动 辐射。 当有周期性的外力作为驱动， 振动则持续，得出受迫振动概 念。 任务三 问题 1：固有频率、驱动力频率、受迫振动频 率三者之间是什么关系？ 活动 1：猜想，并动手“做一做”研究受迫振 动的频率。 问题 2：如何使受迫振动的振幅最大？以荡秋 千为例展开猜想与分析。 活动 2：动手“做一做”共振演示仪，试着找 出振动稳定后振幅最大的条件。 实验探究受迫振动的频率 等于驱动力的频率，与固有频 率无关。 物体在做受迫振动时，当 驱动力的频率与物体的固有频 率相等时，受迫振动的振幅达 到最大，即共振现象。 任务四 活动 1：听“关于共鸣”的故事，说一说原 理。 活动 2：看英国曼彻斯特的布劳顿吊桥因共振 坍塌，说一说生活中该如何避免。 感受古人的大智慧，不仅 懂得共振现象,而且掌握了消 除共鸣现象的科学方法。 感受共振就在我们身边， 要科学分析，避免悲剧再次发 生。 活动 3：观看视频：振动控制技术——港珠澳 大桥，科学家尹学军。 活动 4：再看共振的积极应用：收音机、微波 炉、核磁共振技术等。 积极感受共振的应用、防 治，激发学生对前沿科学的向 往，对科学家产生崇高的敬 意。 任务五 拓展思考： 1.分组研究收音机、微波炉、核磁共振技 术原理； 2.查阅资料，尝试解释“龙洗”水面溅起 层层水花的原理。 通过拓展思考问题，使本 节课的学习得到延伸。 课时教学板书设计 一.固有频率f0 二.阻尼振动 三.受迫振动： f迫 = f驱 四．共振现象：当 f驱 = f0 §2.6 受迫振动 共振 时 课时学习评价及作业 1.拓展性作业 查阅资料，尝试解释收音机、微波炉、核磁共振、“龙洗”水面溅起层层水花的原理。 2.习题性作业 课时教学反思