《外力作用下的振动》名师教案2.doc

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《外力作用下的振动》教学设计

【教学目标】

一、知识与技能

1．知道什么叫固有频率，理解固有的含义。

2．知道什么叫阻尼振动，能从能量的角度分析阻尼振动产生的原因。

3．知道什么叫驱动力，理解它是按效果命名的力。

4．知道什么叫受迫振动。通过实验，认识受迫振动的特点。理解系统做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。

5．知道什么叫共振，理解共振发生的条件，知道常见共振的应用和危害。

二、过程与方法

1．通过演示实验与学生分组实验训练学生的观察能力和由实验现象提炼出规律的能力以及表达能力。

2．通过让学生列举或解释自然现象和生活中实例的方法，培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。

三、情感态度与价值观

让学生领略物理现象与规律的奇妙与和谐，发展学生的好奇心与求知欲，体验探究的艰辛与乐趣。

【学情分析】

高二年级的学生在学习本课之前已经学习了简谐运动、简谐运动的回复力和能量、弹簧振子、单摆、简谐运动的图像、简谐运动的固有周期、简谐运动的固有频率、简谐运动的振幅等概念，他们学习本课的基础较好，自主学习的能力较强，在上课之前要求学生预习并制作相关的实验器材，学生的学习兴趣就被调动起来了，而上课的分组实验对学生的合作学习也会起到非常好的作用。所以，预测本课会很成功。

【教学重点】

1．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。

2．共振发生的条件。

【教学难点】

受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率无关的理解。

【教学方法】

学生分组实验、演示实验、多媒体视频、三维动画、启发，讨论，交流。

【课时安排】

1课时

（固有频率的概念在研究弹簧振子或单摆时已经得出，所以本节课让学生看书直接说出并解释）

【教学过程】

一、引入新课

【课前小故事】唐朝时，洛阳某寺院里一个和尚得到了一个磬，他视为至宝，放在房中。不料那磬常常无故自鸣，尤其是半夜里会突然响动，犹如闹鬼一般，实在吓人。这个和尚疑神疑鬼，又不敢把它怎么样，唯恐招致更大的祸害；又忧又急，竟生起病来了。当时管理皇家音乐事项的「大乐令」曹绍夔跟这个和尚颇有交情，听到和尚生病的消息，特地赶来问候。谈起病因，和尚不好意思地说；「实不相瞒??」接着一五一十地把事情的经过都告诉了曹绍夔。听着听着，曹绍夔自然已心中有数，便要来那磬观看，只见曹绍夔在磬上弄几一下，口称「善哉」、「善哉」，说鬼已经被赶跑了。从此以后，那磬果然不再自鸣了。

师：那曹绍夔是用了什么方法将鬼赶跑了呢？

板书：外力作用下的振动

师：前面我们学习简谐运动时引入了两个理想化模型是什么？

生：弹簧振子和单摆。

师：说它理想很重要的一点就是我们忽略掉振动中的摩擦阻力或空气阻力等，即忽略掉振动系统的能量损失，那么弹簧振子或单摆做什么样的振动？

生：演示说明

教师演示实验：水平弹簧振子做振幅逐渐减小的振动。

师：这种由于能量的损失导致的振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。

二、新课教学

板书

一、阻尼振动

1．振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。

2．阻尼振动的x-t图像（图11．5-1）

师：要想将振幅随时间变化的情况直观形象的表现出来怎么办？

生：作图像

师：哪个同学能画出图像来？

（教师请某个同学在白板上做出图像，与同学们一起做出评价并更正，然后播放用几何画板作图过程）

师：你认为振幅减小的快慢与什么相关？

生：讨论后得出与阻力大小有关。

学生实验：弹簧振子振动，第一次在空气中；第二次在水中（用玻璃水槽盛水，便于观察）。提醒学生观察振幅减小的快慢有什么不同。

师：如果进一步增大阻力，会不会造成振动不能发生呢？

生：可能不发生振动。

师：若将弹簧振子放入泥浆，小球在粘稠的泥浆中呢？

生：就不发生振动了

板书

3．振幅减小的快慢与阻力大小有关；当阻力过大时，振动不能发生。

课堂练习：

【典例1】一单摆做阻尼振动，则在振动过程中()．

A．振幅越来越小，周期也越来越小

B．振幅越来越小，周期不变

C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变

D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变

答案：BD

师：钟摆在摆动时受不受阻力作用呢？它的振幅是否减小呢？

（有相当多的学生没见过带摆的表，如果学习单摆一节时让学生看过实物或视频了，此时直接提出问题即可，否则要演示实物或视频。）

生：普遍认为受阻力，但振幅又保持不变。

师：是什么原因导致它的振幅不减小呢？

生：讨论后或经老师提醒后得出摆不断得到能量补充。

师：那想让刚才那个水平弹簧振子持续振动下去，你们能做到吗？

生：能

（让一个学生做给同学们看）

师：这个同学所施加的力有什么特点？

生：具有周期性

师：像这样作用在系