2.6受迫振动 共振 教学设计-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.6受迫振动共振教学设计-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课旨在通过引导学生探究受迫振动和共振现象，培养学生的科学探究能力和分析问题的能力。结合高二上学期物理人教版选择性必修第一册中的相关内容，设计一系列实验和问题，让学生在实践活动中理解受迫振动和共振的概念，掌握其影响因素，并能够运用所学知识解决实际问题。核心素养目标培养学生运用物理知识解释自然现象的能力，提升科学探究素养；通过实验活动，增强学生观察、分析和解决问题的能力；培养学生对科学原理的敬畏之心，提高科学思维品质；激发学生对物理学的好奇心和探索欲，培养创新意识。学情分析高二学生对物理学科已有一定的学习基础，能够理解基本的物理概念和规律。在知识层面，学生对机械振动、简谐运动等概念有一定了解，但对受迫振动和共振现象的理解可能较为模糊。在能力方面，学生具备一定的实验操作能力和数据分析能力，但可能缺乏对复杂物理现象的深入探究和分析能力。在素质方面，学生具备一定的科学探究精神和团队合作意识，但在面对新概念和复杂问题时，可能表现出一定的畏难情绪。

由于受迫振动和共振现象与日常生活中的许多现象紧密相关，学生对这些现象有一定的直观感受，但缺乏系统的物理知识来解释和理解。因此，在教学中，需要充分考虑学生的这些特点，通过实验和实例引导学生逐步深入理解这些概念。

学生的行为习惯对课程学习也有一定影响。部分学生可能对实验操作不够重视，导致实验数据不准确，影响对受迫振动和共振现象的理解。此外，学生在课堂讨论中的参与度也会影响教学效果，因此需要营造积极互动的课堂氛围，鼓励学生积极参与讨论和探究。

综合以上分析，本节课的教学设计需注重以下方面：一是通过实验和实例激发学生的学习兴趣，二是通过引导和启发式教学帮助学生理解和掌握受迫振动和共振的原理，三是通过问题解决和合作学习培养学生的科学探究能力和团队协作精神。教学资源-软硬件资源：物理实验台、弹簧振子、音叉、共振箱、传感器、数据采集器、电脑、投影仪

-课程平台：物理教学软件平台、在线实验平台

-信息化资源：受迫振动和共振现象的动画、视频资料、实验数据集

-教学手段：实验演示、多媒体教学、小组讨论、课堂提问教学过程一、导入新课

（教师）同学们，上节课我们学习了简谐运动的基本概念，了解了其周期、频率和振幅等特征。今天，我们将继续探索物理世界中的另一个有趣现象——受迫振动和共振。请大家回忆一下，什么是简谐运动？它是如何产生的？

（学生）简谐运动是指物体在回复力作用下，沿着某一固定方向来回振动的运动。回复力与位移成正比，方向相反。

（教师）很好，简谐运动是物理学中一个非常重要的概念。那么，受迫振动和共振又是怎样的现象呢？今天，我们就来揭开这两个神秘现象的面纱。

二、探究受迫振动

（教师）首先，我们来探究受迫振动。请同学们观察桌面上的弹簧振子，我将会用小锤敲击它，使其产生振动。现在，请同学们注意观察振子的运动情况。

（学生）观察后，发现振子在小锤敲击后，会开始振动，振动幅度逐渐增大，然后趋于稳定。

（教师）很好，这就是受迫振动。受迫振动是指在外力作用下，物体被迫进行的振动。那么，受迫振动的特点是什么呢？

（学生）受迫振动的特点是振动频率等于驱动力的频率，振幅与驱动力的大小有关。

（教师）正确。接下来，请同学们思考一个问题：当驱动力频率与振子的固有频率相等时，会发生什么现象？

（学生）当驱动力频率与振子的固有频率相等时，振幅会突然增大，这种现象称为共振。

（教师）非常好，这就是共振现象。共振现象在日常生活中有很多应用，例如，桥梁的共振、乐器的音色等。

三、实验探究共振

（教师）为了更好地理解共振现象，我们将进行一个实验。请同学们分组进行实验，每组准备一个共振箱和音叉。

（学生）分组实验开始，我们按照老师的要求，用音叉敲击共振箱，观察共振现象。

（教师）请各小组汇报实验结果。

（学生）我们小组发现，当音叉的频率与共振箱的固有频率相等时，共振箱的振动幅度最大。

（教师）很好，这说明共振现象确实存在。共振现象在工程、音乐等领域有着广泛的应用。

四、总结与拓展

（教师）通过本节课的学习，我们了解了受迫振动和共振现象，知道了共振现象在生活中的应用。下面，我们来总结一下本节课的重点内容。

（学生）本节课我们学习了受迫振动和共振现象，了解了其特点和应用。

（教师）非常好。接下来，请同学们思考一个问题：如何利用共振现象来提高桥梁的稳定性？

（学生）我们可以通过调整桥梁的固有频率，使其远离外部驱动力的频率，从而降低共振的风险。

（教师）正确。这说明，在工程实践中，我们可以通过调整系统的固有频率来避免共振现象的发生。

五、课堂练习

（教师）为了巩固本节课所学知识，请同学们完成以下练习题。

（学生）学生独立完成练习题。

（教师）请同学们举手发言，展示自己的答案。

（学生）学生展示答案，教师点评并讲解。

六、课后作业

（教师）本节课的课后作业如下：

1.阅读教材中关于受迫振动和共振的章节，总结其特点和应用。

2.思考共振现象在生活中的其他应用，并举例说明。

3.预习下一节课的内容，为下一节课的学习做好准备。

（学生）学生认真阅读教材，完成课后作业。

七、课堂小结

（教师）今天，我们学习了受迫振动和共振现象，了解了其特点和应用。希望同学们能够将所学知识运用到实际生活中，提高自己的科学素养。

（学生）学生点头表示认同。

八、下课

（教师）今天的课就上到这里，下课！同学们再见！

（学生）学生起立，向老师鞠躬致谢，然后离开教室。教学资源拓展1.拓展资源：

-受迫振动在工程中的应用：介绍桥梁、建筑、机械等工程领域如何利用受迫振动原理进行设计和优化。

-共振现象在音乐中的应用：探讨乐器设计中的共振原理，如钢琴、小提琴等乐器的共鸣箱设计。

-受迫振动在生物医学中的应用：介绍生物体内的受迫振动现象，如心脏跳动、人体运动等。

-受迫振动在电子技术中的应用：探讨电子设备中的振动和共振问题，如电路板的振动稳定性、电子元件的共振频率等。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关科普书籍，如《物理世界的奇妙现象》、《生活中的物理》等，以拓宽知识面。

-建议学生观看与受迫振动和共振相关的科普视频，如“物理现象揭秘”、“科学探索之旅”等，以直观了解现象。

-组织学生参观科技馆或博物馆，特别是与物理现象相关的展览，如“机械振动与共振”展览，以增强实践体验。

-鼓励学生参与学校或社区的科技活动，如物理实验竞赛、科技创新大赛等，以提升实践操作能力。

-建议学生利用网络资源，如在线课程、教育论坛等，进行自主学习，探讨受迫振动和共振的更深层次问题。

-组织学生进行小组讨论，分享各自对受迫振动和共振现象的理解，以及在实际生活中的应用，以促进交流与合作。

-建议学生尝试设计简单的物理实验，如制作共振实验装置，以加深对共振现象的理解。

-鼓励学生撰写实验报告，总结实验过程和结果，以培养科学写作能力。

-建议学生关注与物理相关的新闻和科技动态，了解受迫振动和共振在现代社会中的应用和发展趋势。教学评价1.课堂评价：

-通过提问环节，教师将设计一系列与受迫振动和共振相关的问题，以考察学生对基本概念的理解程度。例如，询问学生受迫振动的定义、共振现象的条件等。

-观察学生的实验操作和参与程度，评估学生的实践能力和团队合作精神。在实验过程中，教师将注意学生是否能够按照实验步骤正确操作，以及是否能够与其他同学有效沟通和协作。

-通过课堂讨论和小组活动，教师将观察学生的思考深度和表达能力。学生需要能够运用所学知识解释实验现象，并提出自己的观点和见解。

-定期进行小测验，以评估学生对受迫振动和共振原理的掌握情况。测验将包括选择题、填空题和简答题，以全面考察学生的知识水平。

2.作业评价：

-作业将包括对受迫振动和共振现象的分析报告，要求学生结合实际案例，如乐器设计、桥梁工程等，分析共振现象的影响和利用。

-教师将对学生的作业进行认真批改，重点关注学生的分析思路、逻辑推理和实验设计能力。

-在作业点评中，教师将提供具体的反馈，指出学生的优点和需要改进的地方，同时鼓励学生继续深入思考和探索。

-通过作业的完成情况，教师将了解学生对受迫振动和共振现象的深入理解程度，以及他们在实际应用中的创新能力。板书设计①受迫振动

-定义：在外力作用下，物体被迫进行的振动。

-特点：振动频率等于驱动力的频率，振幅与驱动力的大小有关。

②共振

-定义：当驱动力的频率与振子的固有频率相等时，振幅突然增大的现象。

-条件：驱动力频率等于振子的固有频率。

-应用：桥梁、建筑、乐器设计等。

③实验现象

-振子