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1、word 《外力作用下的振動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì) 基本信息 名稱 《外力作用下的振動(dòng)》 執(zhí)教者 袁 課時(shí) 1課時(shí) 所屬教材目錄 選修3-4第十一章機(jī)械振動(dòng)第5節(jié) 教材分析 《外力作用下的振動(dòng)》是人教版普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》選修3-4第十一章機(jī)械振動(dòng)第5節(jié)容。本節(jié)以“外力作用下的振動(dòng)”為標(biāo)題，介紹了“阻尼振動(dòng)”“受迫振動(dòng)”“共振”的概念。在容安排上與老教材有較大的變化，這樣做不僅可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振都屬于外力作用下的振動(dòng)，而且有利于學(xué)生對(duì)振動(dòng)分類的理解。教材首先介紹了振動(dòng)物體的固有頻率的概念，再?gòu)哪芰康慕嵌确治鲎枘嵴駝?dòng)，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了受迫振動(dòng)

2、的頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，最后利用實(shí)驗(yàn)探究了受迫振動(dòng)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，從而認(rèn)識(shí)了共振現(xiàn)象。在教學(xué)中我深入挖掘教材資源，充分發(fā)揮探究實(shí)驗(yàn)的作用，讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，觀察物體在做受迫振動(dòng)時(shí)其頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，以及受迫振動(dòng)的頻率與物體固有頻率接近時(shí)振動(dòng)的特點(diǎn)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。 學(xué)情分析 學(xué)生通過(guò)前幾節(jié)對(duì)機(jī)械振動(dòng)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道了描述機(jī)械振動(dòng)的振幅、周期、頻率等概念的含義，對(duì)機(jī)械振動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化有初步認(rèn)識(shí)。本節(jié)課的主要任務(wù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握物體在做受迫振動(dòng)時(shí)其頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，以及受迫振動(dòng)的頻率與物體固有頻率接近時(shí)振動(dòng)的特點(diǎn)。 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與能力目標(biāo) 1

3、．知道什么是阻尼振動(dòng)，阻尼振動(dòng)的圖像的特點(diǎn)。 2．知道什么是受迫振動(dòng)，知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。 3．知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件。能夠解釋共振的應(yīng)用和防止的實(shí)例。 過(guò)程與方法目標(biāo) 1．設(shè)置問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生掌握解決問(wèn)題的思維方法。 2．探究和驗(yàn)證過(guò)程中掌握觀察、總結(jié)、用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的方法。 3．經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究的過(guò)程、認(rèn)識(shí)探究的意義、嘗試探究的方法、培養(yǎng)探究的能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 1．通過(guò)受迫振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的興趣。 2．通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識(shí)。 3．體會(huì)自然現(xiàn)象背后的奇妙規(guī)律，培養(yǎng)求知欲極

4、學(xué)以致用的精神。 教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn) 受迫振動(dòng)時(shí)其頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，共振。 難點(diǎn) 受迫振動(dòng)時(shí)其頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系 教學(xué)策略與設(shè)計(jì)說(shuō)明 學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)探究受迫振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率之間的關(guān)系，受迫振動(dòng)振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率和固有頻率之間的關(guān)系，學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手，由直觀、真實(shí)、自然的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出受迫振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率之間的規(guī)律，受迫振動(dòng)振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率和固有頻率之間的圖像。學(xué)生總結(jié)出規(guī)律后，通過(guò)解釋不同的有趣的共振實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象達(dá)到學(xué)以致用的目的。水到渠成的學(xué)習(xí)的過(guò)程中， 體驗(yàn)成功的愉悅。 教學(xué)過(guò)程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 情境導(dǎo)入 3分鐘 導(dǎo)入：

5、教師出示PPT并播放新聞視頻： 引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀看“塔科馬大橋垮塌”的視頻，引起學(xué)生探究現(xiàn)象背后的秘密的欲望。 PPT出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 思考悲劇發(fā)生的原因 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題的興趣 完成導(dǎo)學(xué)案的自主學(xué)習(xí)部分 5分鐘 一、阻尼振動(dòng) 【問(wèn)題一】 1.什么是固有振動(dòng)？ 2.什么是固有周期和固有頻率？ 【問(wèn)題二】 1.什么是阻尼振動(dòng)？ 2.阻尼振動(dòng)有什么樣的特點(diǎn)？ 3.阻尼振動(dòng)的圖像 4、阻尼振動(dòng)過(guò)程中，振動(dòng)快慢是否有變化？ 5、實(shí)際的振動(dòng)都是是阻尼振動(dòng)嗎？

6、 1.如果系統(tǒng)不受外力的作用，此時(shí)的振動(dòng)稱為固有振動(dòng)。 2.固有振動(dòng)的頻率（周期），叫做系統(tǒng)的固有頻率（固有周期）。 系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)程中受到阻力作用，系統(tǒng)克服阻力做功，消耗機(jī)械能，因而振幅減小，這種振動(dòng)叫做阻尼振動(dòng)。 振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)。 周期和頻率不變。 實(shí)際的振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng) 學(xué)生閱課本，基本可以完成自主學(xué)習(xí)的任務(wù)。 個(gè)別學(xué)困生，小組討論過(guò)程也可以組解決 創(chuàng)設(shè)情境 2分鐘 思考：怎樣才能使受阻力的振動(dòng)的物體的振

7、幅不變，而一直振動(dòng)下去呢？ 二、受迫振動(dòng) 【問(wèn)題三】 1.什么是驅(qū)動(dòng)力？ 2.什么是受迫振動(dòng)？ 用周期性的外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)外力對(duì)系統(tǒng)做正功，補(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動(dòng)下去。 驅(qū)動(dòng)力（又叫策動(dòng)力）： 使系統(tǒng)持續(xù)振動(dòng)下去的周期性外力 物體在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng) 由學(xué)生熟悉的蕩秋千引入驅(qū)動(dòng)力和受迫振動(dòng)的概念，順理成章 合作探究 15分鐘 【分組實(shí)驗(yàn)】動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象，回答下列問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)一： 1、如何讓彈簧振子振動(dòng)起來(lái)？振動(dòng)的彈簧振子做什么運(yùn)動(dòng)？ 2、要想使彈簧振子的周期（頻率）發(fā)

8、生變化，可以采取什么措施？ 3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧振子的固有周期（頻率）變了嗎？ 4、彈簧振子做受迫振動(dòng)的周期（頻率）是由什么決定的？ 5、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧振子的振幅都一樣嗎？ 實(shí)驗(yàn)二： 1、 讓其中一個(gè)擺球振動(dòng)起來(lái)，你觀察到了什么現(xiàn)象？ 2、 其余的的擺球做什么運(yùn)動(dòng)？ 3、 所有擺球的振幅都一樣嗎？什么樣的振幅大？什么樣的振幅??？ 4、小球做受迫振動(dòng)的振幅大小與什么有關(guān)系？ 4、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所有小球的振動(dòng)周期（頻率）都一樣嗎？ 5、 實(shí)驗(yàn)三： 1、敲擊音叉，然后放到音箱附近，你聽(tīng)到的聲音有什么變化？

9、 2、敲擊不同的音叉，放到同一個(gè)音箱附近，效果一樣嗎？ 3、如何解釋這個(gè)現(xiàn)象？ 6、 你能說(shuō)出樂(lè)器中的音箱是起什么作用的嗎？ 通過(guò)觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)： 受迫振動(dòng)的頻率和什么有關(guān)系？ 受迫振動(dòng)的振幅和什么有關(guān)系？ 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。 彈簧振子做受迫振動(dòng) 改變手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的周期或頻率 彈簧振子系統(tǒng)不變，固有周期不變 由轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的周期決定 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄頻率不同，彈簧振子的振幅有時(shí)大有時(shí)小 其余的小球也跟著振動(dòng)起來(lái) 其余擺球都做受迫振動(dòng)

10、不同小球振幅有大有小 擺長(zhǎng)和驅(qū)動(dòng)力的擺長(zhǎng)接近的振幅大，二者相差較多的振幅小 系統(tǒng)的固有頻率和驅(qū)動(dòng)力的頻率接近的振幅大，二者相差較多的振幅小 所有小球的振動(dòng)頻率都與驅(qū)動(dòng)力的頻率相等 音叉的聲音變大 不同的音叉聲音變大的程度不同 音叉和音箱的頻率相同時(shí)，聲音最大，頻率不同時(shí)聲音也變大，但是變化不如頻率相同時(shí)明顯 放大音量，同時(shí)也可以改善音色 振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)。 受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率和物體的固有頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大，兩者相差越大,受迫振動(dòng)的振幅越小

11、。 分組實(shí)驗(yàn)，小組討論 組解決有困難，教師可以隨堂指導(dǎo) 分組實(shí)驗(yàn)，可以鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，提高觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的能力 歸納總結(jié) 10分鐘 三、共振 1、什么叫共振現(xiàn)象？ 2、產(chǎn)生共振現(xiàn)象的條件： 3、共振曲線： 思考： 生活中的受迫振動(dòng)現(xiàn)象有哪些？ 這些現(xiàn)象是否都有益？ 采取什么措施會(huì)更好？ 總結(jié)： 利用時(shí)：f驅(qū)f固 防止時(shí)：f驅(qū) f固 驅(qū)動(dòng)力頻率等于系

12、統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的系統(tǒng)振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振. f驅(qū) = f固 微波爐加熱食物 笛聲除蟲(chóng) 登雪山嚴(yán)禁大聲喊叫 部隊(duì)過(guò)橋要便步走 火車過(guò)橋要減速 小說(shuō)中的“獅吼功” 共振篩 轉(zhuǎn)速計(jì) 接近，相等最好 遠(yuǎn)離，相差越多越好 引導(dǎo)學(xué)生積極討論 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題 學(xué)以致用 當(dāng)堂檢測(cè) 3分鐘 例題1．兩個(gè)彈簧振子，甲的固有頻率是100Hz，乙的固有頻率是400Hz，若它們均在頻率是300Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，則(　　) A．甲的振幅較大，振動(dòng)頻率是100Hz B．乙的振幅

13、較大，振動(dòng)頻率是300Hz C．甲的振幅較大，振動(dòng)頻率是300Hz D．乙的振幅較大，振動(dòng)頻率是400Hz 例題2．研究單擺受迫振動(dòng)規(guī)律時(shí)得到如圖所示圖象，說(shuō)確的是(　　) A．其縱坐標(biāo)為位移 B．其縱坐標(biāo)為振幅 C．單擺的固有周期為2 s D．圖象的峰值表示共振時(shí)的振幅 例題3．有一根緊的水平繩上掛有5個(gè)雙線擺，其中b擺擺球質(zhì)量最大，另4個(gè)擺球質(zhì)量相等，擺長(zhǎng)關(guān)系為L(zhǎng)c>Lb＝Ld>La>Le，如圖所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開(kāi)一微小角度，放手后讓其振動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，其余各擺均振動(dòng)起來(lái)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(　　) A．周

14、期關(guān)系為T(mén)c>Td>Ta>Te B．頻率關(guān)系為fc＝fd＝fa＝fe C．?dāng)[幅關(guān)系為Ac＝Ad＝Aa＝Ac D．四個(gè)擺中，d的振幅最大，且Ae

15、大。a c 的擺長(zhǎng)都比b球的擺長(zhǎng)小，且e的擺長(zhǎng)比a還要小，因此e球的振幅小于a球的振幅，答案D正確 答案：BD 各小組口頭展示討論結(jié)果 課堂小結(jié) 2分鐘 學(xué)科班長(zhǎng)總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了哪些知識(shí)，從中得到哪些體驗(yàn)，哪方面的能力得到了鍛煉，今后的打算和學(xué)習(xí)目標(biāo) 布置作業(yè) 1分鐘 1．布置檢測(cè)練習(xí) 導(dǎo)學(xué)案中課后作業(yè)部分 2．拓展閱讀 課上沒(méi)有進(jìn)行討論的共振現(xiàn)象，可以課余時(shí)間上網(wǎng)查找具體的裝置和現(xiàn)象，并用所學(xué)受迫振動(dòng)知識(shí)進(jìn)行解釋。 板書(shū)設(shè)計(jì) 小結(jié) 1、阻尼振動(dòng)：振幅(能量)逐漸減小的振動(dòng)。 2、受迫振動(dòng)：物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)物體做受

16、迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)。 3、共振: 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。 A、利用共振時(shí)：應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率f接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率f0 B、防止共振時(shí)：應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率f與物體的固有頻率f0不同，而且相差越大越好 教學(xué)反思： 本節(jié)課知識(shí)容較簡(jiǎn)單，受迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)較難操作，以往主要以講授式為主，容易造成“填鴨”效果，所以本節(jié)課主要以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為主，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出受迫振動(dòng)的相關(guān)規(guī)律。 本節(jié)課首先通過(guò)“塔科馬大橋垮塌”的新聞視頻創(chuàng)設(shè)了物理情景，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，通過(guò)親自動(dòng)手探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)

17、的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，通過(guò)讓學(xué)生自己思考、總結(jié)得出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，通過(guò)運(yùn)用規(guī)律解釋各種共振現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，讓學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅。通過(guò)當(dāng)堂檢測(cè)，鞏固課堂上所學(xué)到的知識(shí)。 本節(jié)課感觸最深的是實(shí)驗(yàn)較難操作，實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性不強(qiáng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間不好控制，講課之前已經(jīng)預(yù)留了4分鐘的時(shí)間調(diào)整，實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)占用了大量時(shí)間，另外，由各種共振現(xiàn)象中總結(jié)出受迫振動(dòng)的規(guī)律對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定困難，學(xué)生很難一下子說(shuō)出來(lái)，需要教師在課堂上逐步引導(dǎo)。本節(jié)課設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)還可以繼續(xù)改進(jìn)和調(diào)整。比如：實(shí)驗(yàn)三——聲音的共鳴，可以直接以視頻播放的形式展示給學(xué)生，有學(xué)生解釋現(xiàn)象，這樣就可以在實(shí)驗(yàn)探究緩解節(jié)省一定的時(shí)間。還有，本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)比較簡(jiǎn)單，配合課前預(yù)習(xí)的導(dǎo)學(xué)案，可以節(jié)奏快一些。再有，生活中的共振現(xiàn)象環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠說(shuō)出的現(xiàn)象，配以視頻或者圖片展示，效果會(huì)更好。學(xué)生不能說(shuō)出的現(xiàn)象，也可以展示視頻或者圖片，有學(xué)生來(lái)解釋現(xiàn)象。當(dāng)然，這都需要任課教師在課前做大量的準(zhǔn)備工作。 總之，要想上好這節(jié)課，需要充分了解學(xué)生的情況，對(duì)于課上可能出現(xiàn)的各種情況，做好充分的準(zhǔn)備，最好有較詳細(xì)地預(yù)案。這樣在課堂上才能快速、及時(shí)的處理各種“意外”，提高課堂效率。 10 / 10