外力作用下的振动说.ppt

外力作用下的振动,大港八中雷耀辉,“外力作用下的振动”是人教版高中物理课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动第5节内容。本节以“外力作用下的振动”为标题，介绍了外力作用下的三种振动形式“阻尼振动”“受迫振动”“共振”。在内容安排上与老教材有较大的变化，这样做不仅可以使学生认识到阻尼振动、受迫振动和共振都属于外力作用下的振动，而且有利于学生对振动分类的理解.,教材分析,（一）教材的地位和作用,1、知识与技能知道阻尼振动及阻尼振动中能量的转化情况；知道受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率；知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止。,教材分析,（二）教学目标,2、过程与方法通过对阻尼振动、受迫振动和共振现象的实验探究和实例分析，培养学生的观察分析能力；了解共振在实际中的应用和防止，提高理论联系实际的能力。,3、情感态度与价值观通过受迫振动和共振的教学，认识内因和外因的辩证关系；通过共振的应用和防止的教学，提高物理知识的兴趣。,教材分析,（三）教学重点阻尼振动振幅的减小情况；受迫振动及驱动力频率与受迫振动频率的关系；共振及产生共振的条件。,（四）教学难点对共振的条件的理解。,教材分析,学生在学习本课之前学习了简谐运动的规律，图像等知识，并对振动的周期、频率、振幅等物理概念的理解比较深刻。为本节课的学习奠定了良好的基础。,学情分析,根据以上学情分析,确定如下教法学法：首先介绍振动物体的固有频率的概念，再从能量的角度入手分析阻尼振动，讨论如何将阻尼变化为等幅振动，引入受迫振动的概念。进而通过实验探究了受迫振动的频率与驱动力频率的关系，最后利用实验探究了受迫振动的振幅与驱动力频率的关系，从而认识了共振现象。并联系在生活、生产中比较常见的共振现象，讨论、了解共振的优缺点。,教法学法,在教学中我充分发挥实验的作用，让学生清楚地认识阻尼振动的振幅减小的过程，使学生理解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，并充分理解共振曲线的物理意义。另外，在本节的教学中应注意多举一些共振在实际中的应用以及避免共振的做法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。在学习过程中，要让学生主动参与、乐于探究、善于思考，注重搜集和处理信息，获取新知识并学会解决问题。,教法学法,一、导入新课视频（大桥倒塌）增强学生好奇心，激发学习兴趣,教学过程,二、新课教学,以弹簧振子为例介绍振动系统所受的内力和外力。引出固有振动，固有频率的概念.为本节课的学习做好知识铺垫。,教学过程,引导学生思考阻尼振动中阻尼大小与振幅变化快慢的关系（音叉实验）,1.阻尼振动,引导学生分析实际振动的过程中，振动的能量、振幅的变化情况，从而引出阻尼及阻尼振动的概念,引导学生回忆简谐运动的图像，思考阻尼振动的振动图像，演示实验（动画）得到阻尼振动的图像,教学过程,设疑：由阻尼振动振幅不断减小，引导学生思考如何得到持续稳定的振动？并以生活实例荡秋千为例，启发学生思考。,从学生的结论：周期性的推力，引入驱动力、受迫振动的概念。简化对物理概念的理解。,2.受迫振动,继续以荡秋千为例引导分析受迫振动的能量转化问题。加深对受迫振动本质的理解,教学过程,再让学生思考荡秋千过程中周期性推力的频率与人荡秋千的频率的关系。去分析猜想受迫振动的频率与驱动力的频率的关系。,列举生活中受迫振动的例子。,弹簧振子受迫振动实验：教师介绍仪器原理，学生观察实验、总结规律。,教学过程,启发思考：物体做受迫振动的频率与系统的固有频率无关，那么受迫振动的振幅是否也跟它的固有频率及驱动力的频率有怎样的关系呢？,实验验证：改变驱动力频率让学生观察振幅的变化情况。验证猜想，并从实验中发现规律：当驱动力的频率等于某个值时，受迫振动的频率最大。,3.共振,学生猜想：驱动力的频率越大，受迫振动的振幅不变；驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大；受迫振动的振幅与固有频率有关等；,教学过程,启发思考：在什么情况下受迫振动振幅最大？介绍共振摆实验装置，演示实验，引导学生发现规律：当驱动力的频率跟系统的固有频率相同，系统的振幅最大。教师实验的基础上提出共振的概念,进一步引导学生从实验中发现振幅的变化规律，得出共振曲线引导学生加深对共振曲线的理解,教学过程,联系生活中的共振现象,1.微波炉加热原理2.核磁共振原理,教学过程,1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。,教学过程,1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌,教学过程,启发思考：如何利用和防止共振，让学生总结出利用防止共振的方法.训练学生对知识的应用能力,教学过程,一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，测得其振动的固有频率为300Hz，将它放在两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的频率，能使酒杯碎掉，这是_现象，这时音箱所发出声音的频率为_Hz,4.巩固练习,教学过程,播放视频：高音震碎玻璃杯。,如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让b摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（）A.各摆摆动的周期均与b摆相同B.a摆摆动周期最短C.c摆摆动周期最长D.c摆振幅最大,A,教学过程,固有频率,阻尼振动,受迫振动,共振,阻尼作用,驱动力,驱动力的频率和系统的固有频率相等时,共振的应用,视频导入,教学过程,外力作用下的振动，对于这一部分内容，我从来没有教学过。我缺少把握的经验，当时确实心中有些惶恐，好在有物理组同仁的帮助，特别是王燕华、陈家瑞老师，我总算是顺利把课讲下来。在物理概念和规律的教学中，我从生活中的例子入手，让问题通俗易懂。还尽可能的做一些实验，把抽象的问题直观的展示出来，在实验过程中，我努力让每一个实验都放置在合适的位置，起到恰当的作用，每个实验都在它的位置上起到最好的效果。当然也有一点遗憾的是，摆球共振实验我曾设想做学生分组实验、由于仪器数量限制没有实施，我曾想过用木板上叉上木棍代替，只是迫于准备时间比较紧，没有实施。在这节课共振的应用中和防止中，我给了学生列举了核磁共振、微波炉、大桥共振倒塌、玻璃杯声音共振等例子，增强学生学习的兴趣，培养学生的物理情感，希望通过这节课为这些学生打开一