《外力作用下的振動》教學(xué)設(shè)計(共10頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 《外力作用下的振動》教學(xué)設(shè)計 基本信息 名稱 《外力作用下的振動》 執(zhí)教者 袁海寧 課時 1課時 所屬教材目錄 選修3-4第十一章機(jī)械振動第5節(jié) 教材分析 《外力作用下的振動》是人教版普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《物理》選修3-4第十一章機(jī)械振動第5節(jié)內(nèi)容。本節(jié)以“外力作用下的振動”為標(biāo)題,介紹了“阻尼振動”“受迫振動”“共振”的概念。在內(nèi)容安排上與老教材有較大的變化,這樣做不僅可以使學(xué)生認(rèn)識到阻尼振動、受迫振動和共振都屬于外力作用下的振動,而且有利于學(xué)生對振動分類的理解。教材首先介紹了振動物體的固有頻率的概念,再從能量的角度分析阻

2、尼振動,進(jìn)而通過實驗探究了受迫振動的頻率與驅(qū)動力頻率的關(guān)系,最后利用實驗探究了受迫振動的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系,從而認(rèn)識了共振現(xiàn)象。在教學(xué)中我深入挖掘教材資源,充分發(fā)揮探究實驗的作用,讓學(xué)生親身經(jīng)歷實驗探究的過程,觀察物體在做受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系,以及受迫振動的頻率與物體固有頻率接近時振動的特點,達(dá)到了較好的教學(xué)效果。 學(xué)情分析 學(xué)生通過前幾節(jié)對機(jī)械振動的學(xué)習(xí),已經(jīng)知道了描述機(jī)械振動的振幅、周期、頻率等概念的含義,對機(jī)械振動過程中的能量轉(zhuǎn)化有初步認(rèn)識。本節(jié)課的主要任務(wù)是通過實驗掌握物體在做受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系,以及受迫振動的頻率與物體固有頻率接近時振動的特點。

3、 教學(xué)目標(biāo) 知識與能力目標(biāo) 1.知道什么是阻尼振動,阻尼振動的圖像的特點。 2.知道什么是受迫振動,知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率。 3.知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件。能夠解釋共振的應(yīng)用和防止的實例。 過程與方法目標(biāo) 1.設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生的思考,讓學(xué)生掌握解決問題的思維方法。 2.探究和驗證過程中掌握觀察、總結(jié)、用數(shù)學(xué)處理物理問題的方法。 3.經(jīng)歷科學(xué)規(guī)律探究的過程、認(rèn)識探究的意義、嘗試探究的方法、培養(yǎng)探究的能力。 情感態(tài)度與價值觀目標(biāo) 1.通過受迫振動的實驗,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的興趣。 2.通過探究實驗培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識。 3.體會自

4、然現(xiàn)象背后的奇妙規(guī)律,培養(yǎng)求知欲極學(xué)以致用的精神。 教學(xué)重難點 重點 受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系,共振。 難點 受迫振動時其頻率跟驅(qū)動力頻率的關(guān)系 教學(xué)策略與 設(shè)計說明 學(xué)生通過分組實驗探究受迫振動頻率與驅(qū)動力頻率之間的關(guān)系,受迫振動振幅與驅(qū)動力頻率和固有頻率之間的關(guān)系,學(xué)生通過自己動手,由直觀、真實、自然的實驗現(xiàn)象得出受迫振動頻率與驅(qū)動力頻率之間的規(guī)律,受迫振動振幅與驅(qū)動力頻率和固有頻率之間的圖像。學(xué)生總結(jié)出規(guī)律后,通過解釋不同的有趣的共振實驗現(xiàn)象達(dá)到學(xué)以致用的目的。水到渠成的學(xué)習(xí)的過程中, 體驗成功的愉悅。 教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖

5、 情境導(dǎo)入 3分鐘 導(dǎo)入: 教師出示PPT并播放新聞視頻: 引導(dǎo)學(xué)生通過觀看“塔科馬大橋垮塌”的視頻,引起學(xué)生探究現(xiàn)象背后的秘密的欲望。 PPT出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 思考悲劇發(fā)生的原因 創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣 完成導(dǎo)學(xué)案的自主學(xué)習(xí)部分 5分鐘 一、阻尼振動 【問題一】 1.什么是固有振動? 2.什么是固有周期和固有頻率? 【問題二】 1.什么是阻尼振動? 2.阻尼振動有什么樣的特點? 3.阻尼振動的圖像 4、阻尼振動過程中,振動快慢是否有變化? 5、實際的振

6、動都是是阻尼振動嗎? 1.如果系統(tǒng)不受外力的作用,此時的振動稱為固有振動。 2.固有振動的頻率(周期),叫做系統(tǒng)的固有頻率(固有周期)。 系統(tǒng)振動過程中受到阻力作用,系統(tǒng)克服阻力做功,消耗機(jī)械能,因而振幅減小,這種振動叫做阻尼振動。 振動系統(tǒng)受到的阻尼越大,振幅減小得越快,阻尼過大時,系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。 周期和頻率不變。 實際的振動一定是阻尼振動 學(xué)生閱課本,基本可以完成自主學(xué)習(xí)的任務(wù)。 個別學(xué)困生,小組討論過程也可以組內(nèi)解決 創(chuàng)設(shè)情境 2分鐘

7、思考:怎樣才能使受阻力的振動的物體的振幅不變,而一直振動下去呢? 二、受迫振動 【問題三】 1.什么是驅(qū)動力? 2.什么是受迫振動? 用周期性的外力作用于振動系統(tǒng),通過外力對系統(tǒng)做正功,補(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械能的損耗,使系統(tǒng)持續(xù)地振動下去。 驅(qū)動力(又叫策動力): 使系統(tǒng)持續(xù)振動下去的周期性外力 物體在驅(qū)動力作用下的振動 由學(xué)生熟悉的蕩秋千引入驅(qū)動力和受迫振動的概念,順理成章 合作探究 15分鐘 【分組實驗】動手實驗并觀察現(xiàn)象,回答下列問題 實驗一: 1、如何讓彈簧振子振動起來

8、?振動的彈簧振子做什么運動? 2、要想使彈簧振子的周期(頻率)發(fā)生變化,可以采取什么措施? 3、實驗過程中,彈簧振子的固有周期(頻率)變了嗎? 4、彈簧振子做受迫振動的周期(頻率)是由什么決定的? 5、實驗過程中,彈簧振子的振幅都一樣嗎? 實驗二: 1、 讓其中一個擺球振動起來,你觀察到了什么現(xiàn)象? 2、 其余的的擺球做什么運動? 3、 所有擺球的振幅都一樣嗎?什么樣的振幅大?什么樣的振幅?。? 4、小球做受迫振動的振幅大小與什么有關(guān)系? 4、 實驗過程中,所有小球的振動周期(頻率)都一樣嗎? 5、 實驗三:

9、 1、敲擊音叉,然后放到音箱附近,你聽到的聲音有什么變化? 2、敲擊不同的音叉,放到同一個音箱附近,效果一樣嗎? 3、如何解釋這個現(xiàn)象? 6、 你能說出樂器中的音箱是起什么作用的嗎? 通過觀察三個實驗,總結(jié): 受迫振動的頻率和什么有關(guān)系? 受迫振動的振幅和什么有關(guān)系? 轉(zhuǎn)動手柄。 彈簧振子做受迫振動 改變手柄轉(zhuǎn)動的周期或頻率 彈簧振子系統(tǒng)不變,固有周期不變 由轉(zhuǎn)動手柄的周期決定 轉(zhuǎn)動手柄頻率不同,彈簧振子的振幅有時大有時小

10、 其余的小球也跟著振動起來 其余擺球都做受迫振動 不同小球振幅有大有小 擺長和驅(qū)動力的擺長接近的振幅大,二者相差較多的振幅小 系統(tǒng)的固有頻率和驅(qū)動力的頻率接近的振幅大,二者相差較多的振幅小 所有小球的振動頻率都與驅(qū)動力的頻率相等 音叉的聲音變大 不同的音叉聲音變大的程度不同 音叉和音箱的頻率相同時,聲音最大,頻率不同時聲音也變大,但是變化不如頻率相同時明顯 放大音量,同時也可以改善音色 振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率,跟物體的固有頻率無關(guān)。 受迫振動的振幅由驅(qū)動力頻率和物體的固有頻率共同

11、決定:兩者越接近,受迫振動的振幅越大,兩者相差越大,受迫振動的振幅越小。 分組實驗,小組討論 組內(nèi)解決有困難,教師可以隨堂指導(dǎo) 分組實驗,可以鍛煉學(xué)生動手能力,提高觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)實驗規(guī)律的能力 歸納總結(jié) 10分鐘 三、共振 1、什么叫共振現(xiàn)象? 2、產(chǎn)生共振現(xiàn)象的條件: 3、共振曲線: 思考: 生活中的受迫振動現(xiàn)象有哪些? 這些現(xiàn)象是否都有益? 采取什么措施會更好?

12、 總結(jié): 利用時:f驅(qū) f固 防止時:f驅(qū) f固 驅(qū)動力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,受迫振動的系統(tǒng)振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振. f驅(qū) = f固 微波爐加熱食物 笛聲除蟲 登雪山嚴(yán)禁大聲喊叫 部隊過橋要便步走 火車過橋要減速 小說中的“獅吼功” 共振篩 轉(zhuǎn)速計 接近,相等最好 遠(yuǎn)離,相差越多越好 引導(dǎo)學(xué)生積極討論 運用所學(xué)知識解決實際問題 學(xué)以致用 當(dāng)堂檢測 3分鐘 例題1.兩個彈簧振子,甲的固有頻率是100Hz,乙的固有

13、頻率是400Hz,若它們均在頻率是300Hz的驅(qū)動力作用下做受迫振動,則(  ) A.甲的振幅較大,振動頻率是100Hz B.乙的振幅較大,振動頻率是300Hz C.甲的振幅較大,振動頻率是300Hz D.乙的振幅較大,振動頻率是400Hz 例題2.研究單擺受迫振動規(guī)律時得到如圖所示圖象,說法正確的是(  ) A.其縱坐標(biāo)為位移 B.其縱坐標(biāo)為振幅 C.單擺的固有周期為2 s D.圖象的峰值表示共振時的振幅 例題3.有一根張緊的水平繩上掛有5個雙線擺,其中b擺擺球質(zhì)量最大,另4

14、個擺球質(zhì)量相等,擺長關(guān)系為Lc>Lb=Ld>La>Le,如圖所示,現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開一微小角度,放手后讓其振動,經(jīng)過一段時間,其余各擺均振動起來,達(dá)到穩(wěn)定時(  ) A.周期關(guān)系為Tc>Td>Ta>Te B.頻率關(guān)系為fc=fd=fa=fe C.?dāng)[幅關(guān)系為Ac=Ad=Aa=Ac D.四個擺中,d的振幅最大,且Ae

15、 答案:BCD B球作為驅(qū)動力,a c d e 四個小球做受迫振動,其頻率都等于驅(qū)動力的頻率,因此答案B正確 d球的擺長和b球相等,因而振幅最大。a c 的擺長都比b球的擺長小,且e的擺長比a還要小,因此e球的振幅小于a球的振幅,答案D正確 答案:BD 各小組口頭展示討論結(jié)果 課堂小結(jié) 2分鐘 學(xué)科班長總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了哪些知識,從中得到哪些體驗,哪方面的能力得到了鍛煉,今后的打算和學(xué)習(xí)目標(biāo) 布置作業(yè) 1分鐘 1.布置檢測練習(xí) 導(dǎo)學(xué)案中課后作業(yè)部分 2.拓展閱讀 課上沒有進(jìn)行討論的共振現(xiàn)象,可以課余時間上網(wǎng)

16、查找具體的裝置和現(xiàn)象,并用所學(xué)受迫振動知識進(jìn)行解釋。 板書設(shè)計 小結(jié) 1、阻尼振動:振幅(能量)逐漸減小的振動。 2、受迫振動:物體在周期性驅(qū)動力作用下的振動物體做受迫振動時,振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率,跟物體的固有頻率無關(guān)。 3、共振: 當(dāng)驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等時,受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。 A、利用共振時:應(yīng)使驅(qū)動力的頻率f接近或等于振動物體的固有頻率f0 B、防止共振時:應(yīng)使驅(qū)動力的頻率f與物體的固有頻率f0不同,而且相差越大越好 教學(xué)反思: 本節(jié)課知識內(nèi)容較簡單,受迫振動實驗較難操作,以往主要以講授式為主,容易造成“填鴨”效果,

17、所以本節(jié)課主要以學(xué)生實驗為主,通過實驗得出受迫振動的相關(guān)規(guī)律。 本節(jié)課首先通過“塔科馬大橋垮塌”的新聞視頻創(chuàng)設(shè)了物理情景,激發(fā)學(xué)生探究的欲望,通過親自動手探究實驗,讓學(xué)生體驗學(xué)習(xí)的過程,培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象的能力,通過讓學(xué)生自己思考、總結(jié)得出規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,通過運用規(guī)律解釋各種共振現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際,學(xué)以致用,讓學(xué)生體驗成功的喜悅。通過當(dāng)堂檢測,鞏固課堂上所學(xué)到的知識。 本節(jié)課感觸最深的是實驗較難操作,實驗穩(wěn)定性不強(qiáng),導(dǎo)致實驗時間不好控制,講課之前已經(jīng)預(yù)留了4分鐘的時間調(diào)整,實際操作發(fā)現(xiàn)學(xué)生動手實驗占用了大量時間,另外,由各種共振現(xiàn)象中總結(jié)出受迫振動的規(guī)律對于學(xué)生來說

18、有一定困難,學(xué)生很難一下子說出來,需要教師在課堂上逐步引導(dǎo)。本節(jié)課設(shè)計的各個環(huán)節(jié)還可以繼續(xù)改進(jìn)和調(diào)整。比如:實驗三——聲音的共鳴,可以直接以視頻播放的形式展示給學(xué)生,有學(xué)生解釋現(xiàn)象,這樣就可以在實驗探究緩解節(jié)省一定的時間。還有,本節(jié)課的知識點比較簡單,配合課前預(yù)習(xí)的導(dǎo)學(xué)案,可以節(jié)奏快一些。再有,生活中的共振現(xiàn)象環(huán)節(jié),學(xué)生能夠說出的現(xiàn)象,配以視頻或者圖片展示,效果會更好。學(xué)生不能說出的現(xiàn)象,也可以展示視頻或者圖片,有學(xué)生來解釋現(xiàn)象。當(dāng)然,這都需要任課教師在課前做大量的準(zhǔn)備工作。 總之,要想上好這節(jié)課,需要充分了解學(xué)生的情況,對于課上可能出現(xiàn)的各種情況,做好充分的準(zhǔn)備,最好有較詳細(xì)地預(yù)案。這樣在課堂上才能快速、及時的處理各種“意外”,提高課堂效率。 專心---專注---專業(yè)

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