2.6 受迫振动 共振 教学设计 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

教学设计表 学科 授课年级 学校 教师姓名 章节名称 受迫振动 共振 计划学时 教学目标 （1）理解并掌握阻尼振动和受迫振动的概念，能够运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。 （2）通过实验观察，能够辨识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的关系，并了解共振产生的条件及其在生活中的应用与防止。 （3）培养独立思考的能力，形成能量守恒的物理观念，以及对科学现象的探究态度和价值观。 教学重点 （1）理解并掌握阻尼振动、受迫振动和共振的概念及其特点。 （2）认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系，了解共振现象的条件及应用。 教学难点 （1）理解并区分固有频率、驱动力频率与振动频率的概念及其相互关系。 （2）掌握共振现象的产生条件及其在生活中的应用与防止。 教学准备 （1）准备多媒体设备，用于展示 洗 的相关视频以及演示实验的动态过程。 （2）准备教材《物理》相关章节，以便学生阅读并找出 固有周期 和 固有频率 的概念。 （3）准备实验器材，包括但不限于弹簧振子、单摆等，用于演示阻尼振动和受迫振动现象。 教学内容分析 （1）本节课的主要教学内容是受迫振动与共振的概念、特点及其应用和防止。 （2）本节课主要介绍了固有周期、固有频率、阻尼振动、受迫振动以及共振等知识点。 通过演示实验和实例分析，让学生理解受迫振动的频率由驱动力的频率决定，并与固有频率无关；当驱动力的频率与系统的固有频率相等时，会出现共振现象。 （3）通过学习本节课，学生能够理解受迫振动与共振的原理，掌握共振的条件，并能运用所学知识解释生活中的相关现象，提高实际问题解决能力。 教学过程（可续页） 一、导入新课 教师活动 播放一段 洗 在摩擦下产生振动并溅起水花的视频，同时提问： 同学们，你们在生活中是否见过这样的现象？ 比如，当我们在湖边投掷石子，水面会产生一圈圈荡漾开来的波纹。 今天，我们就将探索一种特殊的物理现象——‘受迫振动’，它是如何产生的，以及它背后的科学原理。 学生活动 观看视频后，学生纷纷分享自己在生活中观察到的类似振动现象，如摇晃的秋千、弦乐器的演奏等，激发对新知识的兴趣。 设计意图 通过生动的生活实例导入，激发学生的好奇心，为后续理论学习打下兴趣基础，同时也为受迫振动的概念建立直观的感受。 二、讲授新课 （一）固有周期和固有频率 教师活动 展示弹簧振子和单摆模型，引导学生阅读课本定义，概述： 物体的振动周期和频率由其自身性质决定，与振幅无关。 如弹簧振子和单摆，它们各自有固定的固有周期T0和固有频率f0，这是它们内在的振动属性。 学生活动 阅读课本，找出并朗读 固有周期 和 固有频率 的定义，加深对这两个概念的理解。 （二）阻尼振动 教师活动 进行阻尼振动的演示实验，使用带有不同阻尼条件的弹簧振子，说明： 当我们观察到振幅随时间逐渐减小的振动，就是阻尼振动。 阻尼的存在使得振动系统最终停止振动。 学生活动 观察实验后，尝试绘制阻尼振动的图像，标注出振幅随时间减小的趋势，理解阻尼对振动的影响。 （三）受迫振动 教师活动 展示受迫振动的实验装置，引入驱动力的概念： 当一个外部周期性力驱动我们的振动系统时，系统产生的振动即为受迫振动。 它的特点是振动频率与驱动力的频率一致，而不受固有频率的影响。 学生活动 观察受迫振动的实验现象，记录下驱动力频率改变时振动特征的变化，理解受迫振动与驱动力频率的关系。 （四）共振 教师活动 演示共振现象： 最为神奇的是，当驱动力的频率接近或等于系统的固有频率时，振动的振幅会急剧增加，这就是共振。 我们可以通过共振曲线直观地看到这一变化。 学生活动 观察共振演示，总结共振的条件和现象特征，探讨共振在日常生活中的影响和应用实例。 三、巩固练习与讨论 教师活动 分发课堂练习题，包含选择题和简答题，如 共振的条件是什么？ 请举例说明共振在生活中的应用和防止措施。 同时组织小组讨论，对比简谐振动、阻尼振动、受迫振动的不同。 学生活动 分组讨论，完成练习题，每组派代表分享讨论结果，通过实例分析深化对概念的理解。 四、拓展提高 教师活动 提供几个较难的习题，如涉及多个因素影响下的共振分析、阻尼振动的细节计算等，以进一步挑战学生的理解和应用能力。 学生活动 独立思考或小组合作，解决拓展习题，培养解决复杂物理问题的能力。 五、课堂小结 教师活动 总结本节课的核心内容： 今天我们学习了阻尼振动、受迫振动及共振，理解了振动频率的决定因素，特别是共振现象的条件及其在实际生活中的应用与防范。 希望大家能在日常生活中发现更多物理现象，用所学知识去解释它们。 学生活动 回顾课堂知识点，整理笔记，对学到的概念和原理进行自我总结，构建知识网络。 专 家 点 评 学科网（北京）股份有限公司 $$