第六节 简谐运动的能量 阻尼振动33794

高二物理 第四节 单摆 第六节 简谐振动的能量 阻尼振动 知识精讲 人教版一. 本周教学内容：第四节单摆第六节 简谐振动的能量 阻尼振动二. 知识要点：〔一〕单摆1. 单摆的概念：细线一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量、球的直径比线短得多的装置。

2. 单摆可看作简谐运动的条件：最大摆角︒<5α；回复力为摆球重力沿切线方向的分量αsin mg 。

3. 单摆的等时性：在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅没有关系〔伽例略发现〕。

4. 单摆周期：g l T /2π=〔惠更斯发现〕注意：〔1〕周期T 与振幅、摆球质量无关，只与摆长l 和所处地点重力加速度g 有关。

〔2〕单摆的摆长l 是指悬点到摆球球心间的距离。

5. 单摆的应用：〔1〕计时器；〔2〕测定重力加速度：由g l T /2π=得224Tl g π=〔二〕简谐运动的能量、阻尼振动、受迫振动、共振1. 作简谐运动的物体能量的变化规律：只有动能和势能相互转化，机械能守恒。

注意：同一简谐运动能量大小由振幅大小确定。

2. 阻尼振动：任何振动或多或少受到摩擦力的作用，在抑制摩擦力做功的过程中机械能逐渐减少，亦即振幅逐渐减小。

这种振幅逐渐减小的振动称为阻尼振动。

3. 受迫振动：是物体在周期性外力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率。

4. 共振：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。

5. 产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。

6. 共振的应用：共振筛、共振测速。

三. 重难点分析：1. 单摆的周期与等效单摆的周期 单摆的周期公式gl T π2=是惠更斯从实验中总结出来的，从公式中也可看出，单摆周期与振幅和摆球质量无关。

从另一个角度看，单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力，偏角越大，分力越大，加速度αsin g 也越大，在相等的时间内走过的弧长也越长，所以周期与振幅、质量无关，只要摆长l 和重力加速度g 定了，周期也就定了。

物理人教大开本、3+X§6 简谐运动的能量、阻尼振动§7 受迫振动、共振一. 教学目的：1. 学习简谐运动的能量、阻尼振动。

2. 学习受迫振动、共振的概念。

3. 复习归纳全章内容。

二. 本周教学内容：1. 作简谐运动的物体能量的变化规律：只有动能和势能的相互转化、机械能守恒。

*简谐运动是一种理想化的振动。

同一简谐运动能量的大小由振幅大小来确定。

2. 阻尼振动：任何振动实际上都会受到摩擦力的作用，在克服摩擦力做功的过程中机械能逐渐减小，即振幅逐渐减小，这种振幅逐渐减小的振动称为阻尼振动。

3. 受迫振动：是物体在周期性外力作用下的振动。

其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率。

4. 共振：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。

产生共振的条件：驱动力的频率和物体的固有频率相等，这时，振幅最大。

5. 简谐运动、振幅、周期和频率物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，且总指向平衡位置的回复力作用下的振动叫做简谐运动。

简谐运动是最简单、最基本的机械运动。

判断一种机械运动是否是简谐运动即要根据回复力的特点来证明。

6. 回复力是根据效果来命名的重力、弹力、摩擦力都可以提供回复力。

7. 振动物体完成一次全振动所需要的时间叫做周期在单位时间内完成全振动的次数叫频率。

8. 简谐运动的图象表示的是位移和时间的对应关系，不是物体振动的轨迹。

9. 单摆做简谐运动的周期【典型例题分析】[例1] 一弹簧振子在AB间简谐振动O为平衡位置，以某一时间作计时起点，经1/4周期，振子具有正方向的最大加速度，以下几个振动图线中，哪一个正确反映了振子的振动情况。

（以向右为正方向）A B C D分析与解答：以向右为正方向振子具有正方向的最大加速度时，应位于左侧最大位移处，即时，振子位移为负的最大。

时，振子应位于平衡位置，以此为据，符合振子振动情况。

如D[例2] 一质点做简谐振动，其位移与时间的关系曲线，如图所示，已知：A. 质点振动的频率是B. 质点振动的振幅是C. 时，质点的速度最大D. 时，质点所受的合力为零分析与解答：由图示振动图像可知质点振动的周期，故其振动频率是，振幅是，当时，质点通过平衡位置（位移为零），其速度最大，在时，质点位于最大位移处，此时回复力最大，质点所受合力不能是零。

简谐运动的能量阻尼振动教案教案：简谐运动的能量和阻尼振动一、教学目标1.了解简谐运动的能量和阻尼振动的概念；2.掌握简谐运动和阻尼振动的能量计算公式；3.能够分析简谐运动和阻尼振动的能量变化规律。

二、教学内容1.简谐运动的能量a.简谐振子的势能和动能；b.简谐振子的总能量；c.简谐振子的机械能守恒。

2.阻尼振动的能量a.阻尼振动的势能和动能；b.阻尼振动的总能量。

三、教学过程1.简谐运动的能量（25分钟）a.引入简谐运动的能量概念，并解释简谐振子的势能和动能；b.推导简谐振子的总能量公式；c.讲解简谐振子的机械能守恒原理，引导学生理解简谐振子能量的变化规律。

2.阻尼振动的能量（25分钟）a.引入阻尼振动的概念，并解释阻尼振动的势能和动能；b.讲解阻尼振动的总能量公式；c.对比简谐振子和阻尼振动的能量变化规律，引导学生理解阻尼振动能量的衰减过程。

3.案例分析和讨论（30分钟）a.通过实例分析，让学生运用所学知识解决实际问题；b.引导学生讨论简谐振子和阻尼振动的能量变化规律；c.激发学生思考简谐振子和阻尼振动在实际应用中的意义。

4.小组活动（20分钟）a.将学生分成小组，每组从实际生活或工作中选取一个与振动有关的问题进行讨论；b.鼓励学生运用所学知识分析问题，并提出解决方案；c.每组选取一名代表向全班展示讨论结果。

5.总结与作业布置（10分钟）a.总结简谐运动的能量和阻尼振动的能量的基本概念；b.布置作业，要求学生阅读相关课程材料并回答指定问题；c.引导学生思考如何将所学知识运用到实际中。

四、教学辅助手段1.多媒体投影仪2.实验器材（如弹簧振子装置等）3.教学PPT、课程材料、案例分析题4.小组讨论资料和展示工具五、教学评价与反馈1.在案例分析和讨论环节，观察学生的参与度和思考能力，及时给予鼓励和指导；2.收集学生作业答案，评价学生对简谐运动和阻尼振动能量的理解程度；3.结合学生的反馈意见，及时调整教学方法和教学资源，进一步优化教学效果。

高二物理（人教大纲版）第二册第九章机械振动六、简谐运动的能量、阻尼振动(备课资料)教材中对于阻尼振动是这样定义的：由于外界的摩擦和介质阻力总是存在，不论是弹簧振子还是单摆，在振动过程中要不断克服阻力做功，消耗能量，振幅就会逐渐减小，经过一段时间，振动就会完全停下来，这种振幅越来越小的振动叫阻尼振动、但是学生对以下几个问题模糊不清：1、什么是阻尼?2、等幅振动是无阻尼振动吗? 针对上边两个问题，我们应从以下几个方面来理解说明：一、阻尼与阻力相联系，有阻力作用的振动不一定就是阻尼振动、阻力是按力的作用效果命名的、如果物体运动时，某个力对物体做负功、或者说力与物体运动方向相反，那么我们就把这个力叫阻力。

其实，物体振动时，起关键作用的是回复力、回复力有时是动力，有时也是阻力、例如弹簧振子在远离平衡位置时，其回复力即弹力就是阻力、这时候的弹力作为阻力会影响到振幅的变化。

而阻尼振动中的阻尼是源于振动物体运动过程受到的摩擦和其他介质阻力，就是典型的无阻尼自由振动，也只能说是无阻尼振动、因此阻尼是指振动过程中摩擦阻力、介质阻力消耗振动能量的现象，而不是阻尼出现的现象，因此我们要分清“阻力”和“阻尼”的内容、二、阻尼振动是指振动能量不断消耗的振动、在实际问题中，如弹簧振子，由于空气或台面及弹簧内部的摩擦力存在，振动的机械能会逐渐减小，转化为内能、这样所得出的振动曲线不再是等幅的正弦曲线，而是振幅逐渐衰减的曲线，物体做振幅不断减小的振动,其振动频率也不再是固有频率，而是小于固有频率、这才是真正意义上的阻尼振动、如果从能量消耗的意义上来说，除了上述由于摩擦和介质阻力的作用消耗振动能量，出现减幅振动外，另外还有一种阻尼振动，由于振动能量向外传播，相当于振源把能量以波动的形式向周围辐射出去，这种辐射消耗振源的能量、因而也可以等效为一种阻尼振动、因此阻尼振动是指振动能量不断消耗的振动。

并不单指因摩擦力、介质阻力的存在而消耗能量的振动、三、等幅振动一定是无阻尼振动吗? 教材中指出：如果我们能够根据物体在振动过程中消耗能量的情况下不断补充能量，那么虽然有摩擦和其他阻力，物体也可以继续做等幅振动,等幅振动也叫做无阻尼振动、从能量的观点来说就是一方面介质阻力、摩擦阻力做负功消耗振动能量，另一方面驱动力做正功，不断补充能量,一个周期中消耗振动能量与补充能量恰好相等，因而振幅保持不变、所以从这个意义上讲,等幅振动不一定就是无阻尼振动、。

授课时间周星期授课班级班授课教师课题9.7简谐运动的能量阻尼振动学习目标1.知道振幅越大，振动的能量(总机械能)越大；2.对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算；3.对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能与动能的转化；4.知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况.重点1.对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析.2.什么是阻尼振动.难点简谐运动中能量的转化.学习过程一、情景引入：演示：取一个单摆，将其摆球拉到一定高度后释放，观察它的单摆摆动，二、阅读教材，完成下列问题：1、用多媒体模拟：水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸，松手后所做的简谐运动.单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动完成下列表格弹簧振子的运动A→O O→A′A′→O O→A能量的变化动能势能总机械能单摆的运动A→O O→A′A′→O O→A能量的变化动能势能总机械能2、思考下列问题①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有什么能?该能量是如何获得的?②振子或单摆在平衡位置时具有什么能?该能量又是如何获得的?③为什么在表格的总能量一栏填不变?3、振动的总能量与哪些因素有关？为什么？4、演示阻尼振动①实际的单摆发生的振动，②敲击音叉后音叉的振动。

观察实验现象并解释现象。

给出阻尼振动和无阻尼振动的概念5、在什么情况下，阻尼振动可以作为简谐运动来处理?6、绘出阻尼振动的图象三、专项训练1、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有A.等于在平衡位置时振子的动能B.等于在最大位移时弹簧的弹性势能C.等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和D.位移越大振动能量也越大2、一个单摆，摆长为L，摆球质量为m，做简谐运动的振幅为A，以平衡位置为重力势能的参考平面，其振动能量为E，在保证摆球做简谐运动的前提下，下列哪些情况会使E增大A.保持L、m不变，增大A C.保持m、A不变，增大L方法技巧规律B.保持L、A不变，增大m D.保持m、A不变，减小L3、右图是单摆做简谐振动的振动图象，可以判定A.从t１到t２时间内摆球的动能不断增大，势能不断减小B.从t２到t３时间内振幅不断增大C.t３时刻摆球处于最低点处，动能最大D.t１、t4时刻摆球的动能、动量都相同4、下列说法正确的有A.阻尼振动就是减幅振动B.实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C.阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D.阻尼过大时，系统将不能发生振动四、综合训练1、弹簧振子在完成一次全振动的过程中势能转化为动能的周期性变化次数是（）A．1次B．2次C．3次D．4次2、．弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于（）A．振子开始振动时的振幅大小B．在振动过程中要不断克服阻尼的作用做功，消耗了系统的机械能C．动能总是不断地减小D．势能总是不断地减小3、把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（）A．小球在O位置时，动能最大，加速度最小B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大C．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加4、以频率f做简谐运动的单摆，其势能随时间变化的频率为（）A．f B．0.5f C．2f D．4f5、如果没有摩擦力和空气阻力，弹簧振子和单摆做简谐运动时，振动的总机械能，振动系统的总机械能大小对给定的系统来说只与振动的有关．6、单摆小球质量为m，摆长为l，摆角为θ（θ＜5°），以平衡位置处重力势能为0，则此单摆的振幅为______，振动能量为______，摆球通过最低点时的速度为.7、如图所示为一单摆做简谐运动的图像，在图示的时间范围内，可以确定：（1）与s4.0时刻的位移相同所对应的时刻有_______．（2）与s4.0时刻的速度相同所对应的时刻有______．（3）与s4.0时刻的动能相同的所对应的时刻有______．（4）与s4.0时刻的势能相同所对应的时刻有________8、一单摆正在做简谐运动，摆长为L，摆球质量为m，最大偏角为θ，若取悬点处的势能为零，则在摆动过程中摆球的最大动能为；最大势能为；机械能为．9、如图所示，轻弹簧的一端固定在墙上，另一端系一质量98.0=M kg的木块，木块放在光滑的水平面上并处于静止状态，现有一颗质量02.0=m kg的弹丸以水平速度m/s100=v射入木块，并留在木块中，此后这一留有弹丸的木块在水平面上做简谐运动，求这一振动系统的振动能量．10、一只秒摆摆球质量为m=20 g，做小角度摆动，第一次向右通过平衡位置时速度为v１＝13cm/s，第二次向右通过平衡位置时速度变为v２＝12cm/s，如果每次向右通过平衡位置时给它补充一次能量，使它达到v＝13cm/s，那么1小时内共应补充多少能量?方法技巧规律。

XX高三物理复习知识点：简谐运动的能量阻尼振动XX高三物理复习知识点：简谐运动的能量阻尼振动五、简谐运动的能量阻尼振动知道振幅越大，振动的能量越大;2对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算;3对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能与动能的转化;4知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动【教学重点】对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析！2什么是阻尼振动【教学难点】关于简谐运动中能量的转化！【教学过程】一、导入新演示：取一个单摆，将其摆球拉到一定高度后释放，观察它的单摆摆动，最后学生概括现象;2现象：单摆的振幅会越来越小，最后停下来3教师讲解引入：实际振动的单摆为什么会停下来，今天我们就来学习这个问题板书：简谐运动的能量阻尼振动。

二、新教学简谐运动的能量用多媒体模拟：水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸，松手后所做的简谐运动单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动;如下图甲、乙所示试分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情况，并填入表格表一：振子的运动A→→A′A′→→A能量的变化动能增大减少增大减少势能减少增大减少增大总能不变不变不变不变表二：单摆的运动A→→A′A′→→A能量的变化动能增大减少增大减少势能减少增大减少增大总能不变不变不变不变学生讨论分析后，抽代表回答，并把结果填入表中用实物投影仪出示思考题：①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有什么能?该能量是如何获得的?②振子或单摆在平衡位置时具有什么能?该能量又是如何获得的?③为什么在表格的总能量一栏填不变?学生讨论后得到：①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有弹性势能或重力势能，这些能量是由于外力对振子或摆球做功并使外界的能量转化为弹性势能或重力势能储存起来②在平衡位置时振子或摆球都具有动能，这个能量是由重力势能或弹性势能转化而来的③因为在振子和摆球的振动过程中，只有弹力或只有重力做功，系统的机械能守恒教师总结在外力的作用下，使振子或摆球振动起来，外力对它们做的功越多，振子或摆球获得的势能也越大，同时振幅也越大;振子或单摆振动起来之后，由于是简谐运动，所以能量守恒，此后它的振幅将保持不变板书：简谐运动是理想化的振动，振动过程中系统的能量守恒;系统的能量与振幅有关，振幅越大，能量越大用多媒体重新展示振子和弹簧的简谐运动：并让学生画出其运动的图象：上述图象中①是错误的，因为我们展示的振动都是从振幅处起振的，所以①不对;②③都是正确的，之所以不同是由于所选定的正方向不同而产生的三、阻尼振动过渡引言：上边我们研究了简谐运动中能量的转化，对简谐运动而言，一旦供给振动系统以一定的能量，使它开始振动，由于机械能守恒，它就以一定的振幅永不停息地振动下去，所以简谐运动是一种理想化的振动下边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学生描述观察到的现象：单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来讨论并解释现象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，振动就会停下来了要求学生画出上述单摆和音叉的运动图象：教师总结并板书：①由于振动系统受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系统的机械能随着时间而减少，同时振幅也逐渐减小，这样的振动叫阻尼振动②阻尼过大时，系统将不能发生振动;阻尼越小，振幅减小得越慢讲解：①所谓"阻尼"是指消耗系统能量的因素，它主要分两类：一类是摩擦阻尼，例如单摆运动时的空气阻力等;另一类是辐射阻尼，例如音叉发声时，一部分机械能随声波辐射到周围空间，导致音叉振幅减小②如果外界不断给振动系统补充由于阻尼存在而导致的能量损耗，从而使振动的振幅不变，我们把这类振动叫无阻尼振动③无阻尼振动也是等幅振动学生阅读文，回答在什么情况下，阻尼振动可以作为简谐振动来处理?学生答：当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为简谐运动来处理四、小结振动物体都具有能量，能量的大小与振幅有关振幅越大，振动的能量也越大2对简谐运动而言，振动系统一旦获得一定的机械能，振动起来，这一个能量就始终保持不变，只发生动能与势能的相互转化3振动系统由于受到外界阻尼作用，振动系统的能量逐渐减小，振幅逐渐减小，这种振动叫阻尼振动，实际的振动系统都是阻尼振动，简谐振动只是一种理想的模型。

六简谐运动的能量阻尼振动安徽省舒城中学（231300）吕贤年【教学目标】1、知识目标(1)知道振幅越大，振动的能量(总机械能)越大；(2)对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算；(3)对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能与动能的转化；(4)知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况；(5)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、能力目标(1)分析单摆和弹簧振子振动过程中能量的转化情况，提高学生分析和解决问题的能力；(2)通过阻尼振动的实例分析，提高处理实际问题的能力。

3、德育目标(1)简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透；(2)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。

【教学重点】(1)对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析；(2)什么是阻尼振动。

【教学难点】关于简谐运动中能量的转化。

【教学方法】观察、对比、讨论、阅读、实验演示、多媒体展示【教具准备】投影片、CAI课件、音叉、单摆、水平弹簧振子【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课前面我们对简谐运动从力与物体的运动关系的角度进行了研究，那么简谐运动的能量是如何变化的呢？今天我们就来学习从能量的角度研究简谐运动的振动问题。

二、新课教学１２1、简谐运动的能量 (1)动能和势能的相互转化 (用多媒体模拟)水平弹簧振子拉伸后松手所做的简谐运动，单摆的摆球被拉到某一位置后所做的简谐运动，如下图所示。

要求学生分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情况，并填写下面的表格(根据学生讨论分析后的结果，讲评后填入表中)(2)振动系统的总能量跟振幅有关 问题讨论：①弹簧振子或单摆在最大位移处具有什么能?该能量是如何获得的?弹簧振子或单摆在振幅位置时具有弹性势能或重力势能，这些能量是由于外力对振子或摆球做功并使外界的能量转化为弹性势能或重力势能储存起来②弹簧振子或单摆在平衡位置时具有什么能?该能量又是如何获得的?在平衡位置时振子或摆球都具有动能，这个能量是由重力势能或弹性势能转化而来的。

简谐运动的能量、阻尼振动、受迫振动和共振的教案示例一、教学目标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。

二、教学重点、难点受迫振动，共振。

三、教具弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器、投影仪、投影片若干。

四、教学过程(一)复习提问让学生注意观察教师的演示实验。

教师把弹簧振子的振子向右移动至B点，然后释放，则振子在弹性力作用下，在平衡位置附近持续地沿直线振动起来。

重复两次让学生在黑板上画出振动图象的示意图(图1中的?)。

再次演示上面的振动，只是让起始位置明显地靠近平衡位置，再让学生在原坐标上画出第二次振子振动的图象(图1中的?)。

?和?应同频、同相、振幅不同。

教师把画得比较标准的投影片向学生展示。

结合图象和振子运动与学生一起分析能量的变化并引入新课。

(二)新课教学现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。

问:振子从B向O运动过程中，它的能量是怎样变化的,引导学生答出弹性势能减少，动能增加。

问:振子从O向C运动过程中能量如何变化,振子由C向O、又由O向B运动的过程中，能量又是如何变化的,问:振子在振动过程中总的机械能如何变化,引导学生运用机械能守恒定律，得出在不计阻力作用的情况下，总机械能保持不变。

教师指出:将振子从B点释放后在弹簧弹力(回复力)作用下，振子向左运动，速度加大，弹簧形变(位移)减少，弹簧的弹性势能转化为振子的动能。

当回到平衡位置O时，弹簧无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的动能等于它在最大位移处(B点)弹簧的弹性势能，也就是等于系统的总机械能。

在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。

由于简谐运动中总机械能守恒，所以简谐运动中振幅不变。

如果初始时B点与O点的距离越大，到O点时，振子的动能越大，则系统所具有的机械能越大。

第七节受迫振动、共振教学设计（三）教学目标(1)知识目标：①说出受迫振动的定义；②说出共振德概念及其发生的条件；③简述共振的应用和防止。

(2)能力目标：通过受迫振动和共振现象，培养观察分析能力和理论联系实际的能力；(3)情感目标：①通过共振的应用和防止，渗透辩证法的一分为二的观点；②通过共振条件的教学，认识内因和外因的关系。

教学重点1.什么是受迫振动。

2.什么是共振及产生共振的条件。

教学难点1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，一与驱动力大小无关。

2.当f驱=f固时，物体做受迫振动的振幅最大。

教学方法1.实际演示，总结归纳得到什么是共振及受迫振动的频率决定于驱动力的频率；2.多媒体演示、举例，了解共振的应用和防止；3.学生讨论，认识共振曲线的物理意义。

教学用具自制投影片、CAI课件、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、小槌。

课时安排1课时教学步骤导入新课1.什么是阻尼振动？学生答：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，系统的机械能损耗，导致振动完全停止，这类振动叫阻尼振动。

2.引入：同学们，我们知道，物体之所以做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形如何呢？本节课我们来研究有关问题。

新课教学1.受迫振动（1）演示，用如图所示的实验装置①向下拉一下振子，观察它的振动情况。

②学生答：振子做的阻尼振动。

③请一位同学匀速转动把手，观察振动物体的振动情形和刚才有什么不同？学生答：刚才振子振动一会就停下来，而再现在振子能够持续地振动下去。

教师问：使振子持续振动下去的原因是什么？学生答：是把手给了振动系统一个周期性的力作用。

（2）通过上述演示实验分析后，教师总结并板书。

①作用于振动系统，使系统能持续地振动下去的外力叫驱动力。

②物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。

（3）教师问：如果我们给系统施加一作用时间很短的驱动力，系统能持续地振动下去吗？学生讨论后得到：要想使物体能持续地振动下去，必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用。

简谐运动的能量阻尼振动教案本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址．6简谐运动的能量阻尼振动一、教学目标.知道振幅越大，振动的能量越大.2.对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算.3.对水平的弹簧振子，应能定性地说明弹性势能与动能的转化.4.知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况.5.知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动.二、教学重点、难点分析．理解简谐运动的物体机械能守恒。

2．会分析简谐运动中各种能量之间的转化和相关计算。

三、教学方法：实验演示，计算机辅助教学四、教具：弹簧振子演示器，单摆演示器，计算机，大屏幕，自制cAI五、教学过程（－）引入新课上几节课讲了简谐运动，知道简谐运动中力与运动的变化关系，那么简谐运动中能量是如何变化的呢？【板书】六简谐运动的能量阻尼振动（二）进行新课【演示１】弹簧振子演示器（图１）把弹簧振子由平衡位置Ｏ拉到位置Ａ后释放，让弹簧振子由Ａ运动到Ｏ后，又由Ｏ运动到Ａ’，使振子在Ａ、Ａ’间来回振动。

分析；弹簧拉到位置Ａ时，弹簧发生的形变量最大，振动系统具有的弹性势能也最大；振子的速度为零，振动系统的动能为零。

当由位移最大位置Ａ向平衡位置Ｏ运动时，振子位移逐渐减小，弹簧的形变也逐渐减小，振动系统的势能也逐渐减小；速度逐渐增大，动能逐渐增大；由于在运动过程中，只有弹簧的弹力做功，机械能守恒，振动系统的机械能总量保持不变。

在平衡位置Ｏ时，位移为零，弹簧没有形变，振动系统的势能也为零；速度达到最大，动能达到最大。

当由平衡位置Ｏ向位移最大位置Ａ’运动时，弹簧的形变逐渐增大，振动系统的势能也逐渐增大；速度逐渐减小，动能也逐渐减小；由于在运动过程中，只有弹簧的弹力做功，机械能守恒，振动系统的机械能总量保持不变。

当振子在位移最大位置Ａ’时，与振子在Ａ点能量相同。

当振子由位移最大位置Ａ’回到平衡位置Ｏ时，与振子由Ａ到Ｏ点能量变化相同，当振子由平衡位置Ｏ到达位移最大位置Ａ时，与由平衡位置Ｏ到达位移最大位置Ａ’能量变化相同，不再重复。

第六节简谐运动的能量阻尼振动●本节教材分析本节从功能关系角度来深化对简谐运动的特点的认识.教学时，在复习机械能守恒的根底上，应向学生说明：在位移最大时，即动能为零时，单摆的振幅最大，重力势能最大；水平弹簧振子的振幅越大，弹性势能越大，因此振幅越大，振动的能量越大.对于竖直的弹簧振子，涉及弹性势能、重力势能、动能三者的变化，不要求从能量的角度对它进行分析.简谐运动是一种理想化模型，实际中发生的振动都要受到阻尼的作用，如果阻尼很小，振动物体受到的回复力大小与位移成正比，方向与位移相反，那么物体的运动可以看作是简谐运动，这种将实际问题理想化的方法，应注意让学生理会.●教学目标一、知识目标1.知道振幅越大，振动的能量(总机械能)越大；2.对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算；3.对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能与动能的转化；4.知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况.5.知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动.二、能力目标1.分析单摆和弹簧振子振动过程中能量的转化情况，提高学生分析和解决问题的能力.2.通过阻尼振动的实例分析，提高处理实际问题的能力.三、德育目标1.简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透.2.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表达.●教学重点1.对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析.2.什么是阻尼振动.●教学难点关于简谐运动中能量的转化.●教学方法1.多媒体展示弹簧振子和单摆的振动过程，观察、讨论、阅读课文，得到水平弹簧振子和单摆的振动过程中动能和势能的转化情况.2.多媒体、结合实验演示，得到阻尼振动的概念.3.比照认识各种振动的特点.●教学用具投影片、CAI课件、音叉、单摆、水平弹簧振子●教学过程出示本节课的学习目标.1.会分析弹簧振子和单摆这两种典型简谐运动的能量及能量转化情况.2.知道简谐运动振幅与振动系统能量的关系.3.初步建立阻尼振动的概念学习目标完成过程：一、导入新课1.演示：取一个单摆，将其摆球拉到一定高度后释放，观察它的单摆摆动，最后学生概括现象；2.现象：单摆的振幅会越来越小，最后停下来.3.教师讲解引入：实际振动的单摆为什么会停下来，今天我们就来学习这个问题.板书：简谐运动的能量阻尼振动.二、新课教学1.简谐运动的能量(1)用多媒体模拟：水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸，松手后所做的简谐运动.单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动；如以下图甲、乙所示(2)试分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情况，并填入表格.表一：振子的运动A→O O→A′A′→O O→A能量的变化动能增大减少增大减少势能减少增大减少增大总能不变不变不变不变表二：单摆的运动A→O O→A′A′→O O→A能量的变化动能增大减少增大减少势能减少增大减少增大总能不变不变不变不变(3)学生讨论分析后，抽代表答复，并把结果填入表中.(4)用实物投影仪出示思考题：①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有什么能?该能量是如何获得的?②振子或单摆在平衡位置时具有什么能?该能量又是如何获得的?③为什么在表格的总能量一栏填不变?(5)学生讨论后得到：①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有弹性势能或重力势能，这些能量是由于外力对振子或摆球做功并使外界的能量转化为弹性势能或重力势能储存起来.②在平衡位置时振子或摆球都具有动能，这个能量是由重力势能或弹性势能转化而来的.③因为在振子和摆球的振动过程中，只有弹力或只有重力做功，系统的机械能守恒.(6)教师总结在外力的作用下，使振子或摆球振动起来，外力对它们做的功越多，振子或摆球获得的势能也越大，同时振幅也越大；振子或单摆振动起来之后，由于是简谐运动，所以能量守恒，此后它的振幅将保持不变.板书：简谐运动是理想化的振动，振动过程中系统的能量守恒；系统的能量与振幅有关，振幅越大，能量越大.(7)用多媒体重新展示振子和弹簧的简运振动：并让学生画出其运动的图象，抽查在实物投影仪上评析：上述图象中①是错误的，因为我们展示的振动都是从振幅处起振的，所以①不对；②③都是正确的，之所以不同是由于所选定的正方向不同而产生的.2.阻尼振动(1)过渡引言：上边我们研究了简谐运动中能量的转化，对简谐运动而言，一旦供应振动系统以一定的能量，使它开始振动，由于机械能守恒，它就以一定的振幅永不停息地振动下去，所以简谐运动是一种理想化的振动.下边我们来观察两个实际振动.(2)演示：①实际的单摆发生的振动.②敲击音叉后音叉的振动.(3)学生描述观察到的现象：单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来.(4)讨论并解释现象在单摆和音叉的振动过程中，不可防止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.(5)要求学生画出上述单摆和音叉的运动图象，并在实物投影仪上展示：(6)教师总结并板书：①由于振动系统受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系统的机械能随着时间而减少，同时振幅也逐渐减小，这样的振动叫阻尼振动.②阻尼过大时，系统将不能发生振动；阻尼越小，振幅减小得越慢.(7)讲解：①所谓“阻尼〞是指消耗系统能量的因素，它主要分两类：一类是摩擦阻尼，例如单摆运动时的空气阻力等；另一类是辐射阻尼，例如音叉发声时，一局部机械能随声波辐射到周围空间，导致音叉振幅减小.②如果外界不断给振动系统补充由于阻尼存在而导致的能量损耗，从而使振动的振幅不变，我们把这类振动叫无阻尼振动.③无阻尼振动也是等幅振动.(8)学生阅读课文，答复在什么情况下，阻尼振动可以作为简谐振动来处理?学生答：当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为简谐运动来处理.三、稳固练习1.关于弹簧振子做简谐运动时的能量，以下说法正确的有A.等于在平衡位置时振子的动能B.等于在最大位移时弹簧的弹性势能C.等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和D.位移越大振动能量也越大2.一个单摆，摆长为L ，摆球质量为m ，做简谐运动的振幅为A ，以平衡位置为重力势能的参考平面，其振动能量为E ，在保证摆球做简谐运动的前提下，以下哪些情况会使E 增大A.保持L 、m 不变，增大AB.保持L 、A 不变，增大mC.保持m 、A 不变，增大LD.保持m 、A 不变，减小L3.单摆小球质量为m ，摆长为l ，摆角为θ〔θ＜５°〕，以平衡位置处重力势能为0，那么此单摆的振幅为______，振动能量为______，摆球通过最低点时的速度为 .4.右图是单摆做简谐振动的振动图象，可以判定 A.从t １到t ２时间内摆球的动能不断增大，势能不断减小B.从t ２到t ３时间内振幅不断增大C.t ３时刻摆球处于最低点处，动能最大D.t １、t 4时刻摆球的动能、动量都相同 5.以下说法正确的有 A.阻尼振动就是减幅振动B.实际的振动系统不可防止地要受到阻尼作用C.阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D.阻尼过大时，系统将不能发生振动6.一只秒摆摆球质量为m =20 g ，做小角度摆动，第一次向右通过平衡位置时速度为v １＝13cm/s ，第二次向右通过平衡位置时速度变为v ２＝12cm/s ，如果每次向右通过平衡位置时给它补充一次能量，使它到达v ＝13cm/s ，那么1小时内共应补充多少能量?参考答案：1.ABC ２.ABD 3.l 1θ；mgl (１－cos θ)；)cos 1(2θ-gl４.AC ５.ABD ６.4.5×10-2J 四、小结通过本节课的学习，我们知道了：1.振动物体都具有能量，能量的大小与振幅有关.振幅越大，振动的能量也越大.2.对简谐运动而言，振动系统一旦获得一定的机械能，振动起来，这一个能量就始终保持不变，只发生动能与势能的相互转化.3.振动系统由于受到外界阻尼作用，振动系统的能量逐渐减小，振幅逐渐减小，这种振动叫阻尼振动，实际的振动系统都是阻尼振动，简谐振动只是一种理想的模型.五、作业课本P 174练习六①③ 六、板书设计简谐运动 的能量 1.做简谐运动的物体，其动能和势能之间做周期性的转换，而总量保持不变，即机械守恒 2.简谐运动系统是一个能量守恒系统阻尼振动及其图象1.振动系统因克服摩擦和其他阻力做功，而使振动能量或振幅随时间逐渐减小的振动2.。