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11、5外力作用下物体的振动的教学设计新课标要求（一）知识与技能1、知道什么是阻尼振动；知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动。
2、知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例。
3、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。
4、知道什么是共振以及发生共振的条件。
（二）过程与方法1、通过演示实验，了解阻尼振动的特点，明确受迫振动的频率决定于驱动力的频率。
2、通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生理论联系实际的能力。
（三）情感、态度与价值观1、振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现。
2、通过共振产生条件的教学，认识内因和外因的关系。
★教学重点受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件。
★教学难点共振及产生共振的条件。
★教学方法观察、对比、讨论、阅读、实验演示、多媒体展示。
★教学用具：单摆、受迫振动演示仪、共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、橡皮槌、CAI课件★教学过程（一）引入新课教师：通过前面的学习，我们知道做简谐运动的物体都要受到回复力的作用。
回复力是振动系统内部的相互作用，是内力。
如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫固有振动，其振动频率叫做固有频率。
而实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响，系统的机械能要不断损耗。
请同学做猜测一下，在这种情况下，它将怎样运动呢？学生：作出各种各样的猜测，如振幅变小，周期变大，频率减小等。
（教师不要急于肯定或否定学生的猜测，让学生带着好奇心和求知欲去观察演示实验）过渡：本节课我们来学习这方面的知识。
（二）进行新课1．阻尼振动教师：下面我们来观察两个实际振动：演示：①实际的单摆发生的振动；②敲击音叉后音叉的振动。
（教师提醒学生注意观察并记录现象。
）现象：（由学生描述）单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来。
教师：如何解释上面的现象呢？学生解释：在单摆和音叉的振动过程中，不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功，系统的机械能就要损耗，振动的振幅就会逐渐减小，机械能耗尽之时，振动就会停下来了。
2019-2020年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计新人教版选修3-4【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。
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。
【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】演示实验，多媒体视频，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给出，所以本节课直接从阻尼振动开始）【教学过程】一、复习并引入新课师：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：振幅不变的运动（学生可能回答出别的答案，可提醒他从能量的角度考虑此问题。
）师：实际的弹簧振子或单摆的振动肯定有能量损失，它会做什么样的振动呢？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。
演示：单摆的摆动，第一次在空气中；第二次在水中（用玻璃水槽盛水，便于观察）。
5 外力作用下的振动[学习目标] 1.知道什么是阻尼振动和固有振动，并能从能量的观点给予说明.2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关.3.理解共振的概念，知道常见共振的应用和危害．一、阻尼振动[导学探究]在研究弹簧振子和单摆振动时，我们强调忽略阻力的影响，它们做的振动都属于简谐运动．而实际上，在实验室中让一个弹簧振子振动起来，观察它的振幅是怎样变化的？你知道是什么原因造成的吗？[知识梳理]固有振动与阻尼振动1．固有振动如果振动系统不受________的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为____________．2．阻尼振动(1)系统受到摩擦力或其他阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼．系统克服阻尼的作用要做功，消耗________，因而振幅________，最后停下来，阻尼振动的图象如图1所示．图1(2)能量变化：振动系统受到摩擦阻力或其他阻力作用，机械能随时间________，同时振幅也在逐渐________．阻尼越小，能量减少越慢，振幅减小越______；阻尼过大时，系统将不能发生振动．(3)物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的________仍由自身结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化.[即学即用]判断下列说法的正误．(1)阻尼振动是减幅振动．()(2)实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用．()(3)阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小．()(4)阻尼过大时，系统将不能发生振动．()(5)阻尼振动的机械能逐渐转化为其他形式的能．()二、受迫振动[导学探究]如图2所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子，匀速摇动手柄，下面的弹簧振子就会振动起来．实际动手做一下，然后回答以下几个问题．图2(1)如果手柄不动而用手拉动一下振子，从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？(2)从没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？(3)手柄匀速摇动的时，观察到振幅有什么变化？为什么？(4)用不同的转速匀速转动把手，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？[知识梳理]对受迫振动的理解1．驱动力与受迫振动加在振动系统上的__________的外力，叫做驱动力．系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动．2．受迫振动的周期和频率做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于____________的频率，跟系统的固有频率________(填“有关”或“无关”)[即学即用]判断下列说法的正误．(1)有阻力的振动叫做受迫振动．()(2)用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动是受迫振动．()(3)打点计时器接通电源后，振针的振动是受迫振动．()(4)物体在周期性外力作用下振动，它的振动频率总等于物体的固有频率．()三、共振[导学探究]如图3所示，在一根张紧的绳子上挂几个单摆，其中A、B的摆长相等，当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动．图3(1)该实验中驱动力的频率等于什么？(2)B、C、D摆振动的频率是否相等？(3)三者的振幅哪个较大？[知识梳理]对共振的理解1．驱动力频率f________系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做________．2．共振的条件：驱动力的频率与系统的____________相等，即f驱＝________.3．共振曲线：如图4所示，共振曲线的横坐标为驱动力的频率，纵坐标为受迫振动系统的振幅．图4(1)从受力角度看：当振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，它的每一次作用都使物体的振幅增加，从而振幅达到最大．(2)从功能关系看：当驱动力的频率等于物体的固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量，振幅才不再增加．(3)f0的意义：表示固有频率．(4)认识曲线的形状：f＝f0，共振；f＞f0或f＜f0，振幅较小．f与f0相差越大，振幅越小．(1)应用共振应尽量使驱动力的频率接近固有频率.(2)防止共振要尽量使驱动力的频率与固有频率间的差距增大.一、阻尼振动1．同一简谐运动能量的大小由振幅大小确定，阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关，阻尼越大，振幅减小得越快．2．物体做阻尼振动时，不要认为振动的频率会减小，振动的频率仍由自身结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化．例如用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变．例1(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中()A．振幅越来越小，频率也越来越小B．振幅越来越小，频率不变C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．在振动过程中，机械能不守恒二、受迫振动对简谐运动、阻尼振动与受迫振动的理解和比较1．三种振动的理解(1)简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑．(2)阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动．(3)受迫振动是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动．2．三种振动的比较例2如图5所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用做受迫振动时，则________(选填“甲”或“乙”)的振幅较大，甲振动频率是________Hz，乙振动频率是________Hz.图5三、共振例3(多选)关于共振的防止和利用，应做到()A．利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率B．利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率C．防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率D．防止共振危害时，应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率例4(多选)一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图6所示，则()图6A．此单摆的固有周期为2sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动1．(多选)做阻尼振动的振子哪些物理量在减小()A．机械能B．振幅C．周期D．频率2．(多选)如图7所示是一个水平弹簧振子做阻尼振动的振动图象，曲线上A、B两点连线与横轴平行，下列说法正确的是()图7A．振子在A时刻的动能等于在B时刻的动能B．振子在A时刻的势能等于在B时刻的势能C．振子在A时刻的机械能等于在B时刻的机械能D．振子在A时刻的机械能大于在B时刻的机械能3．(多选)如图8所示，三个单摆的摆长分别为l1＝1.5m，l2＝1m，l3＝0.5m，现用一周期等于2s的驱动力，使它们做受迫振动，那么当它们的振动稳定时，下列判断中正确的是()图8A．三个摆的周期和振幅相等B．三个摆的周期不等，振幅相等C．三个摆的周期相等，但振幅不等D．摆长为l2的单摆振幅最大4.(多选)如图9所示为一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图象，由图可知()图9A．振子振动频率为f2时，它处于共振状态B．驱动力频率为f3时，振子频率为f3C．若撤去驱动力让振子做自由振动，频率是f3D．振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3[答案]精析知识探究一、导学探究 振幅逐渐减小，阻力阻碍了振子的运动，使机械能转化为内能．知识梳理1．外力 固有频率 2.(1)机械能 减小 (2)减少 减小 慢 (3)频率即学即用 (1)√ (2)√ (3)× (4)√(5)√二、导学探究 (1)阻尼振动 (2)固有振动 (3)振幅不变，提供系统外力，补偿系统损失的能量(4)转速大时弹簧振子振动的快，说明振动的周期和频率由手柄转速决定．知识梳理1．周期性 2.驱动力 无关即学即用 (1)× (2)× (3)√ (4)×三、导学探究 (1)驱动力的频率等于A 摆的频率． (2)频率相等，都等于A 摆的频率． (3)B 摆的振幅较大．知识梳理1．等于 共振 2.固有频率 f 固题型探究例1 BD [因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小，振动频率不变．] 例2 甲 9 9[解析] 根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故甲、乙振动的频率均等于9 Hz.例3 AD [受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率．故A 正确，B 错误；防止共振危害时，应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率．故C 错误，D 正确．]例4 AB [由共振条件知单摆固有频率为f ＝0.5Hz ，则其固有周期为T ＝1f＝2s ，选项A 正确；由单摆周期公式T ＝2πl g ，可求得单摆摆长为l ＝gT 24π2≈1m ，选项B 对；摆长增大，单摆的周期变大，其固有频率变小，共振曲线的峰将向左移动，选项C、D错．]达标检测1．AB2．BD[由于弹簧振子做阻尼振动，所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能，C错，D对；由于弹簧的弹性势能仅与弹簧的形变量(即振子的位移)有关，A、B时刻弹簧的形变量相等，故势能相等，所以B正确；通过上述分析可知振子在A时刻的动能大于振子在B时刻的动能，A错．]3．CD4．AB[由题意可知，当驱动力的频率变化时，受迫振动物体的振幅也在变化，当驱动力频率为f2时，受迫振动的振幅最大，即发生共振现象，故A选项正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，B选项正确．若撤去外力，物体自由振动，其频率为其固有频率，即应为f2，故C、D选项错误．]。
《外力作用下的振动》教学设计教材内容的地位：《外力作用下的振动》内容包括阻尼振动、受迫振动和共振，虽然教学大纲对此处内容要求较低，只是让学生了解和认识受迫振动的频率取决于的驱动力频率，当驱动力频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大达到共振，但是本节需要从功能关系、动力学、运动学等多角度来研究，在教学中又要充分发挥实验的作用，使学生理解规律并且会运用所学习的知识解释许多实际现象，培养学生理论联系实际的能力，因此本节课有研究的必要。
学习任务分析学生通过前几节对机械振动的学习，已经知道了描述机械振动的振幅、周期、频率等概念的含义，对机械振动振动过程中的能量转化有初步认识。
本节课中的主要任务是通过实验掌握物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点。
教学目标知识与技能1．知道什么是阻尼振动，阻尼振动的图像的特点。
2．知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。
3．知道什么是共振以及发生共振的条件。
能够解释共振的应用和防止的实例。
过程与方法1．设置问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。
2．探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
3．经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。
情感态度与价值观1．通过受迫振动的实验，培养学生的科学探究的兴趣。
2．通过探究实验培养合作精神和积极参与的意识。
3．体会自然现象背后的奇妙规律，培养求知欲极学以致用的精神。
教学重点受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，共振。
教学难点受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，教学流程：导入新课──探究受迫振动的频率跟驱动力频率的关系（实验）──探究受迫振动的振幅跟驱动力频率的关系──学生应用规律解释共振现象教学亮点：本节课采用传感器探究受迫振动频率与驱动力频率之间的关系，受迫振动振幅与驱动力频率之间和固有频率之间的关系，直观、真实、自然的让学生通过实验自己动手得出受迫振动频率与驱动力频率之间的规律，受迫振动振幅与驱动力频率之间和固有频率之间的图像，水到渠成的体验学习的过程。
《外力作用下的振动》教学设计课题名称外力作用下的振动任课教师教学目标知识与技能1.通过实验认识受迫振动的特点；2.知道共振发生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法。
过程与方法通过对受迫振动频率与驱动力频率关系定性和定量的探究，培养学生物理学习方法。
情感与价值观通过共振的应用与防止，培养学生理论联系实际，并深深感受物理来源于生活有应用于生活。
教学重点1.受迫振动频率与驱动力频率关系；2.共振的条件即f驱= f固教学难点受迫振动的频率与驱动力频率的关系教学方式讨论法、探究法、讲授法教具准备1.视频一：著名男高音帕瓦罗蒂《我的太阳》；2.视频二：人发出声音震碎玻璃杯；3.手摇共振仪；4.电动共振仪；5.单摆共振仪；6.视频三：共振筛；7.多媒体课件。
板书设计一、阻尼振动：1.特点：频率不变，振幅减小；2.振动图像：二、受迫振动：1.驱动力：2.特点：受迫振动频率等于驱动力频率；3.共振：当驱动力频率等于系统固有频率时，受迫振动振幅最大；4.共振曲线：三、共振的应用和防止：1.应用：共振筛、次声波武器；2.防止：火车过桥减速、军队过桥使用便步。
探究实验【演示实验一】器材：电动电动弹簧振子目的：探究受迫振动振幅与驱动力频率的定性关系【观察、思考、讨论、总结】观察振子振幅随驱动力频率变化而变化的情况，记录数据，讨论总结自己的观点。
【造思维冲突】推翻振动频率越快振幅越大的错误观点，增加学生继续寻找正确结论的欲望。
【演示实验二】器材：单摆共振仪目的：探究受迫振动振幅与驱动力频率的定量关系【观察、思考、讨论、总结】比较主动摆摆长变化时各个被动摆的振幅大小情况。
通过观察实验让学生用自己的语言总结出正确的结论，培养学生通过实验现象来总结的学习能力。
前后呼应【提问】再次提出帕瓦罗蒂高音洪亮和声音震碎玻璃的问题。
【思考、讨论、总结、回答】培养学生运用所学知识解释生活中的物理现象的能力。
学以致用【播放视频、图片】视频：共振筛图片：次声波武器图片：军队过桥用便步图片：火车过桥减速【思考、交流、讨论、回答】培养学生学以致用、总结归纳以及语言表达能力，知道物理源于生活，又高于生活。
第十一章機械振動選修3-411.5外力作用下的振動【學習目標】1．知道阻尼振動和阻尼振動中能量轉化的情況。
2．知道什麼是受迫振動及其產生的條件，掌握物體做受迫振動的特點。
3．認識共振現象，掌握產生共振現象的條件。
4.瞭解共振的防止和應用。
重點：受迫振動的頻率特點、共振的特點及條件難點：受迫振動的頻率特點、共振的特點及條件【自主預習】1.阻尼振動(1)阻尼振動實際的振動過程中，系統受到了摩擦力和其他阻力，機械能向內能轉化是無法避免的，振動過程中機械能不斷減小使振動逐漸減弱直至最終停止。
這種振幅逐漸減小的振動叫阻尼振動。
阻尼振動的圖像如圖11－5－1所示。
(2)特點阻尼振動的振幅儘管在減小，但其振動週期(頻率)不變，它是由振動系統決定的。
振動系統確定後，其振動的週期(頻率)就不變，稱為固有週期(頻率)。
例如：用力敲鑼，由於鑼受到空氣的阻尼作用，振幅越來越小，鑼聲減弱，但音調不變。
2.受迫振動(1)受迫振動如果系統受到週期性外力的作用就可以利用外力對系統做功，補償系統因阻尼作用而損失的能量，使系統持續地振動下去，這樣的振動稱為受迫振動。
①驅動力：加在振動系統上的外力，叫做驅動力。
②物體做受迫振動時，振動穩定後的頻率等於的頻率，跟物體的無關。
(2)自由振動像彈簧振子和單擺那樣，物體偏離平衡位置後，它們就在自己的彈力或重力作用下振動起來，這種振動叫做自由振動。
①自由振動不受外界的驅動力作用。
②自由振動的週期(頻率)為系統的。
3.共振(1)共振受迫振動的物體其振動週期(或頻率)取決於驅動力的週期，並且當與物體的相等時，受迫振動的振幅最大，這種現象叫做共振。
(2)共振的條件：f驅＝f固即驅動力的頻率與物體的固有頻率相等。
、(3)共振曲線受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的圖線，叫做共振曲線，如圖所示。
【典型例題】一、阻尼振動【例1】一單擺做阻尼振動，則在振動過程中()A．振幅越來越小，週期也越來越小B．振幅越來越小，週期不變C．在振動過程中，通過某一位置時，機械能始終不變D．振動過程中，機械能不守恆，週期不變二、受迫振動【例2】關於受迫振動，以下說法中正確的是()A．是在一恒力作用下的振動B．振動頻率可能大於或小於系統的固有頻率C．振動頻率一定等於固有頻率D．振動頻率一定等於驅動力的頻率三|、共振【例3】如圖11－5－4所示，兩個品質分別為M和m的小球，懸掛在同一根水準細線上，當M在垂直水準細線的平面內擺動時，下列說法正確的是()A．兩擺的振動週期是相同的B．當兩擺的擺長相等時，m擺的振幅最大C．懸掛M的豎直細線長度變化時，m的振幅不變D．m擺的振幅可能超過M擺的振幅四、自由振動、受迫振動和共振的關係【例4】把一個篩子用四根彈簧支起來，在篩子上安裝一個電動偏輪，它每轉一周，給篩子一個驅動力，這樣就做成了一個共振篩，篩子做自由振動時，完成10次全振動用時15 s，在某電壓下，電動偏心輪轉速是36 r/min。
第5节外力作用下的振动一、阻尼振动1．固有振动和固有频率(1)固有振动：不受外力作用的振动。
(2)固有频率：固有振动的频率。
2．阻尼振动图11-5-1(1)阻尼：当振动系统受到阻力作用时，振动受到了阻尼。
(2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图11-5-1所示。
二、受迫振动 1．自由振动在没有任何阻力的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动。
自由振动的周期是系统的固有周期。
如果把弹簧振子拉离平衡位置后松手，弹簧振子的振动就是自由振动。
2．驱动力如果存在阻尼作用，振动系统最终会停止振动。
为了使系统持续振动下去，对振动系统施加的周期性的外力，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，这种周期性的外力叫做1.振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动，阻尼越大，振幅减小得越快。
2．做阻尼振动的物体，振幅越来越小，但周期不变。
3．系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。
4．驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，叫做共振。
驱动力。
3．受迫振动(1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。
(2)受迫振动的频率(周期)做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。
三、共振1．条件：驱动力的频率等于系统的固有频率。
2．特征：在受迫振动中，共振时受迫振动的振幅最大。
3．共振曲线：如图11-5-2所示。
图11-5-21．自主思考——判一判(1)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率。
(×)(2)驱动力频率越大，振幅越大。
(×)(3)生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率。
(×)(4)驱动力的频率等于系统的固有频率时，发生共振现象。
(√)2．合作探究——议一议(1)前面我们学习过的弹簧振子的运动是属于简谐运动还是阻尼振动呢？提示：实际的弹簧振子在运动中除受到弹力之外，还受到摩擦力等阻力的作用，振幅逐渐减小，即做的是阻尼振动。
2021年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计新人教版选修3-4【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。
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。
【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】演示实验，多媒体视频，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给出，所以本节课直接从阻尼振动开始）【教学过程】一、复习并引入新课师：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：振幅不变的运动（学生可能回答出别的答案，可提醒他从能量的角度考虑此问题。
）师：实际的弹簧振子或单摆的振动肯定有能量损失，它会做什么样的振动呢？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。
演示：单摆的摆动，第一次在空气中；第二次在水中（用玻璃水槽盛水，便于观察）。
外力作用下的振动-人教版选修3-4教案一、知识目标1.掌握受外力作用下的简谐振动的特点及其物理意义，了解受任意外力作用下的振动形态；2.熟悉受简谐振动的干扰及其解决方法；3.了解力的作用方式以及力对物体运动的影响。
二、教学重点1.外力下运动物体的特点及其影响；2.简谐振动的干扰及其解决方法。
三、教学难点1.解决复合振动问题。
四、学情分析在选修2拓展研究的基础上，本单元使学生更深入了解机械谐振，拓展对振动的认识；同时在实践中通过解决简单问题进一步提高学生的能力。
五、教学策略因材施教，注重启发式教学，鼓励学生自主学习，在实践过程中提高学习兴趣，锻炼分析和解决实际问题的能力。
六、教学过程1. 简谐运动——回顾通过图示等形象化的方式回顾简谐运动的基本概念，并强调振动产生的物理意义，以及振动的特点，为下一步学习做好铺垫。
2. 外力下的振动——拓展引导学生思考外力作用下运动物体的特点，并展示各种情况下的振动形态，刻画出普遍意义下的简谐振动；同时通过例题让学生理解简谐振动的相位差的物理意义。
3. 干扰——理解与解决介绍干扰的种类及其形成机理，并引导学生通过解决问题理解和掌握干扰的解决方法。
4. 外力下的震动——综合解决通过讲解力的作用和运动物体之间的关系，引导学生掌握受多个力作用下的物体运动形态，并重点训练学生解决复合振动问题的能力。
七、教学方式1.师生互动：营造良好的讲学互动氛围，讲解过程中自主提问，或者通过学生提问引出问题。
2.课件演示：通过精心制作的课件展示相关图表、实际运动场景等形象化的内容，增强学生学习的直观性。
3.实验实践：倡导学生理论联系实际、动手操作，探究现象规律、展现实验探究的乐趣。
八、教学评估1.在课程中穿插设计简单的测试题，了解学生的掌握程度，及时纠正和补充有误或不足的知识点；2.结合课堂讲解和实践演示，对学生实时进行阶段性评估，并及时纠正和指导不足之处；3.鼓励学生自我评估，认识自己的不足和自身潜能，及时与教师沟通反馈，共同展开有针对性、高效的学习。
课时11.5外力作用下的振动1.知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
2.知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
3.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
重点难点:对共振及共振曲线的理解,共振的产生条件。
教学建议:本节首先介绍了固有频率的概念,然后从图象和能量的角度分析了阻尼振动,并介绍了受迫振动,最后通过竖直弹簧振子的共振和单摆的共振两类典型的共振实验,全面认识共振现象,理解共振曲线。
教学中要注意阻尼振动、受迫振动、共振三个概念的区别与联系。
导入新课:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。
有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。
这使他大为惊奇,终于惊忧成疾。
他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,闻讯前来探望刘和尚,他拿出刀来把磬磨去几处,从此以后磬就不再自鸣了。
1.固有频率如果振动系统不受①外力的作用,此时的振动叫作固有振动,其振动频率称为固有频率。
2.阻尼振动(1)振动系统中最常见的外力是摩擦力或其他阻力。
当系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了②阻尼。
系统克服阻尼的作用要做功,消耗机械能,因而振幅减小,最后停下来。
这种振幅逐渐③减小的振动,叫作阻尼振动。
(2)振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得④越快。
阻尼过大时,系统不能发生振动。
3.受迫振动(1)驱动力作用在振动系统上的⑤周期性外力叫驱动力。
(2)受迫振动振动系统在⑥驱动力作用下的振动叫受迫振动。
受迫振动稳定时,系统振动的频率等于⑦驱动力的频率,与系统的⑧固有频率无关。
4.共振(1)共振的条件是⑨驱动力频率等于系统的固有频率。
(2)共振是一种特殊的⑩受迫振动,产生共振时,物体的振幅最大(填“最大”或“最小”)。
1.振动系统常见的外力是什么?解答: 是摩擦力或其他阻力。
2.阻尼振动的图象有什么特点?解答: 振幅越来越小。
3.驱动力的频率满足什么条件时振子的振幅最大?解答: 驱动力的频率等于系统的固有频率。
