新教材高中物理 第二章 机械振动 6 受迫振动 共振教案 新人教版选择性必修第一册

新教材高中物理第二章机械振动6受迫振动共振教案新人教版选择性必修第一册教学课题课时备课时间授课时间设计意图本节课通过讲解受迫振动和共振现象，引导学生深入理解振动系统的动力学特性。结合实际案例，使学生能够将理论知识应用于解决实际问题，培养学生的科学思维和创新能力。核心素养目标分析培养学生运用物理知识分析振动现象的能力，提高逻辑推理和科学探究素养；增强学生对自然现象的观察和解释能力，提升科学思维；通过实验探究，培养学生的实验操作技能和团队合作精神。教学难点与重点1.教学重点，

①理解受迫振动的概念及其特点，包括周期性驱动力和振动系统的响应；

②掌握共振现象的条件和特点，包括共振频率与系统固有频率的关系；

③能运用公式和图象分析受迫振动和共振现象，解决实际问题。

2.教学难点，

①理解受迫振动中系统响应的相位差和相位关系；

②掌握共振时能量传递和振幅变化的特点，理解共振现象的物理意义；

③将受迫振动和共振现象的理论知识应用于复杂振动系统的分析，如电路中的LC振荡电路等。教学资源软硬件资源：物理实验台、示波器、电脑、数据采集器、弹簧振子、质量块、驱动器。

课程平台：学校物理实验室管理系统、在线教学平台。

信息化资源：受迫振动和共振的动画演示视频、相关科普文章、在线模拟实验软件。

教学手段：多媒体教学软件、实物演示实验、小组讨论、课堂提问。教学过程基本内容一、导入新课

同学们，今天我们要学习的是第二章机械振动中的“受迫振动与共振”。在上一节课中，我们学习了自由振动的基本概念，那么，什么是受迫振动呢？它和自由振动有什么区别呢？让我们一起探索这个问题。

二、新课讲授

1.受迫振动的基本概念

同学们，受迫振动是指振动系统在外界周期性驱动力作用下的振动。这种驱动力可以是机械的，也可以是电磁的。现在，请同学们打开课本，阅读第二章第二节的内容，找出受迫振动的定义和特点。

2.受迫振动的特点

受迫振动的特点有哪些呢？首先，受迫振动的频率等于驱动力的频率；其次，受迫振动的振幅与驱动力的振幅和相位有关。接下来，我们通过一个实验来观察受迫振动的特点。

（实验：将一个弹簧振子连接到示波器上，对振子施加周期性驱动力，观察示波器上的波形变化。）

观察实验现象，同学们可以发现，随着驱动力的频率逐渐接近弹簧振子的固有频率，振幅逐渐增大，当驱动力的频率等于弹簧振子的固有频率时，振幅达到最大，这就是共振现象。

3.共振现象

同学们，刚才我们观察到了共振现象，那么，什么是共振呢？共振是指振动系统在驱动力频率等于系统固有频率时，振幅达到最大的一种现象。接下来，我们通过分析共振的条件和特点，来深入理解共振现象。

（分析：共振的条件是驱动力的频率等于系统的固有频率，共振的特点是振幅最大。）

4.受迫振动和共振的应用

受迫振动和共振现象在我们的生活中有着广泛的应用，比如，建筑物的振动控制、乐器的设计等。现在，请同学们结合课本内容，举例说明受迫振动和共振现象在生活中的应用。

三、课堂练习

1.选择题

（1）下列关于受迫振动的说法，正确的是（）

A.受迫振动的频率与驱动力的频率无关

B.受迫振动的频率与系统的固有频率无关

C.受迫振动的频率等于驱动力的频率

D.受迫振动的频率等于系统的固有频率

（2）下列关于共振现象的说法，正确的是（）

A.共振现象只发生在受迫振动中

B.共振现象发生在驱动力的频率等于系统的固有频率时

C.共振现象的振幅一定比非共振时的振幅大

D.共振现象只发生在机械振动中

2.简答题

（1）解释受迫振动和共振现象。

（2）举例说明受迫振动和共振现象在生活中的应用。

四、课堂小结

今天我们学习了受迫振动和共振现象，了解了受迫振动的定义、特点以及共振的条件和特点。同时，我们还学习了受迫振动和共振现象在生活中的应用。希望同学们能够将这些知识运用到实际生活中，提高自己的科学素养。

五、课后作业

1.完成课本上的练习题。

2.查阅资料，了解受迫振动和共振现象在科技领域的应用。教学资源拓展1.拓展资源：

-机械振动的基本类型：除了受迫振动和共振，还可以介绍自由振动、阻尼振动等不同类型的机械振动，以及它们在物理系统中的应用。

-振动系统中的能量转换：探讨振动过程中动能和势能的相互转换，以及能量损失的原因，如阻尼。

-振动与波的类比：通过比较振动和波的性质，帮助学生理解波的基本概念，如波长、频率、波速等。

-振动在技术中的应用：介绍振动在工程、医学、音乐等领域的应用，如振动传感器、医疗设备中的振动按摩器、乐器的设计原理等。

2.拓展建议：

-阅读相关科普书籍或文章，如《物理世界中的波动与振动》、《声音的奥秘》等，以加深对振动现象的理解。

-观看物理教育视频，特别是关于振动和波的实验演示，如“受迫振动实验”、“共振实验”等，通过视觉和听觉的直观感受来学习。

-参与物理实验课程，亲自操作实验设备，如使用振动台、弹簧振子等，通过实验观察振动现象，验证理论。

-加入物理兴趣小组或参与科学竞赛，与同学一起探讨振动和波的问题，通过团队合作提高解题能力。

-利用在线教育资源，如MOOC平台上的物理课程，学习振动和波的高级内容，如波动方程、干涉和衍射等。

-设计小型的振动实验，如制作简易的振动装置，通过实际操作来探索振动现象的不同方面。

-研究振动在不同领域中的应用案例，如地震波探测、音乐乐器的设计等，将理论知识与实际应用相结合。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课本第二章第二节的相关练习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对受迫振动和共振现象的理解。

2.设计一个简单的实验方案，探讨不同频率的驱动力对弹簧振子振幅的影响，并预测实验结果。

3.撰写一篇小论文，分析共振现象在乐器设计中的应用，结合实际乐器举例说明。

4.观察生活中常见的振动现象，如钟摆、乐器演奏等，记录下来并尝试用受迫振动和共振的原理来解释。

作业反馈：

1.作业批改时，首先检查学生是否完成了所有作业内容，确保学生全面复习了本节课的知识点。

2.对选择题和填空题的答案进行核对，指出错误并解释正确答案的原因。

3.对简答题和小论文进行评价，关注学生的理解深度和表达能力，对于概念理解不准确或论述不清晰的地方，给出具体的修改建议。

4.对于实验设计，评估实验方案的可行性和创新性，提出改进意见，如实验步骤的优化、变量的控制等。

5.通过课堂讨论或个别辅导，及时解决学生在作业中遇到的问题，鼓励学生主动提问和思考。

6.对于表现出色的作业，给予肯定和表扬，以激励其他学生的学习积极性。

7.定期收集学生的反馈，了解作业布置的难易程度和学生的学习需求，根据反馈调整作业内容和难度。板书设计1.受迫振动

①受迫振动的定义：在外界周期性驱动力作用下的振动。

②受迫振动的频率：等于驱动力的频率。

③受迫振动的振幅：与驱动力的振幅和相位有关。

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