受迫振动共振教案14817

1、受迫振动共振教案从容说课本节内容讲述机械振动的一种情况受迫振动及其特例共振. 在前面几节教学中,我们从运动学、 能量的角度对机械振动中最简单的简谐运动作了探讨, 本节我们将从运动学、能量、动力学各个角度来综合分析机械振动中的受追振动. 受迫振动并不是无条件的运动,它要在周期性驱动力作用下才会发生. 并且驱动力的频率越接近固有频率. 受迫振动的振幅就越大当驱动力频率与固有频率相等时振幅最大， 这种现象叫共振共振现象在生活中时有发生有时带来好处，有时却给人们造成危害学习本节内容，对于我们利用共振的益处而防止共振的危害具有重要的理论指导作用所以仍需认真学习鉴于本节内容的特点，本节的教学目标定位如下：

2、1. 知道什么是受迫振动2. 知道受迫振动频率的决定因素3. 知道产生共振的条件4. 知道共振的应用和防止方法对本节课的教学重点定位如下：1. 了解受迫振动的定义2. 知道共振现象的产生条件对本节的教学难点定位如下：1. 理解共振与受迫振动的关系2. 理解共振与驱动力的关系对本节的教学方法做以下安排：1. 对受迫振动概念的理解采用实验分析归纳总结物理规律的教学方法2. 对共振应用和防止的教学采用录像、多媒体辅助相结合的方法, 以激发学习兴趣对本节的教学程序设定如下：复习提问新课导入实验演示，分析、归纳、总结指导性自学自学检测小结教学目标一、知识目标1. 知道受迫振动的概念2. 知道受迫振动频率

3、的决定因素3. 知道产生共振的条件4. 知道共振应用和防止的方法二、能力目标1. 培养学生从现象中分析、归纳规律的学习能力2. 培养学生对所学知识的应用能力三、德育目标1. 通过对受迫振动及共振概念的教学培养学生树立“透过现象看本质”的科学观2. 通过对共振危害的学习，培养学生居安思危的安全意识教学重点1. 知道什么是受迫振动2. 知道共振的产生条件教学难点1. 理解共振与受迫振动的关系2. 理解共振与驱动力的关系1教学方法1 对概念教学采用实验演示、分析、归纳相结合的教学方法2 对共振应用和防止的教学采用指导性自学与录像、多媒体教学相结合的教学方法教学用具投影片、录像片断、CAI 课件，受迫

4、振动演示仪、音叉、单摆共振演示仪课时安排l 课时教学过程一、导入新课1复习提问简谐运动的能量是否守恒?如何转化 ?什么叫阻尼振动，其振幅、能量随时问如何变化?学生回答问题，教师根据回答情况给予评价，并对上述问题简要总结简谐运动在运动过程中的能量是守恒的 对于弹簧振子， 能量在动能和弹性势能之间相互转换， 能量总量不变；对于单摆，能量在动能和重力势能之间相互转换，能量的总量保持不变阻尼振动是指在振动过程中振幅不断减小的振动 其振幅和能量随着时间的延长在变小，最后停止振动2新课导入前面我们从运动学、 能量的角度对机械振动中的简谐运动进行了学习 今天，我们一起来学习机械振动中的另一种运动受迫振动及其

5、特例共振二、新课教学( 一 ) 受迫振动基础知识请学生阅读课文第一部分，思考下列问题： 投影出示 1. 什么是阻尼振动 ?2. 什么是驱动力 ?3. 驱动力的作用是什么 ?4. 什么是受迫振动 ?5. 受迫振动与阻尼振动有何关系 ?学生阅读课文后，得出结论：1. 振幅不断减小的振动叫阻尼振动2. 维持阻尼振动时的周期性施加的外力叫驱动力3. 驱动力的作用是给阻尼振动补充能量以维持振动继续4. 物体在外界驱动力作用下的振动叫受迫振动5. 受迫振动一般是阻尼振动。但阻尼振动不一定是受迫振动深入探究实验一：让竖直弹簧振子在竖直方向运动，并测出其周期实验二：匀速转动手柄。 给竖直弹簧振子周期性地施加驱

6、动力，测量此时该振子的周期实验三：改变转动手柄的速度，但仍保持匀速，测定此时振子的周期学生观察、测试完毕后，讨论下列问题： 投影片出示 1. 实验测得该弹簧振子的周期是多少?22.从实验二中测得的周期是多少?3.从实验三中测得的周期是多少?4.哪个周期是振子的固有周期?5.从实验二、实验三来看，振子的周期与转动手柄之间有何关系?学生测量、讨论后得出结论：l 、 2、 3 三个问题实际教学时作答4. 从实验一中测得的周期是弹簧振子的固有周期5. 从实验二、 实验三的观测和测量来看 振子振动的周期与匀速转动手柄的周期是一样的即手柄每转一圈，振子完成一次全振动教师总结从上述实验可以看到： 物体做受迫

7、振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟物体的固有频率无关基础知识应用用长为 10 cm的线拴一小球, 手捏线的一端使其在竖直平面内摆动. 若手每隔0.5 s 左右匀速晃动一次，则：(1)小球摆动的固有周期为多少?(2)小球实际摆动的周期为多少?(g=10 m s。 ) 参考答案 (1)0.6 s(2)0.5 s( 二 ) 共振基础知识请同学们阅读课文。思考下列问题： 投影出示 1. 什么叫共振 ?2. 共振与受迫振动有何关系 ?学生阅读后得出结论：1. 当驱动力频率接近物体固有频率时，物体所做的受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。2. 共振是受迫振动中的一种特殊情况深入探究用右图所示的单

8、摆共振演示仪完成下列实验：实验一：把 D拉离平衡位置 , 放手后使其在竖直面内摆动 . 实验二：把 A 拉离平衡位置 , 放手后使其在竖直面内摆动 . 实验三：把 E 拉离平衡位置 , 放手后使其在竖直面内摆动 . 学生观察实验后回答下列问题：1. 描述实验一看到的现象2. 描述实验二所观察到的现象3. 描述实验三所观察到的现象4. 五个小球的固有频率有何关系 ?35.三个实验中小球都做什么运动?6.从三个实验中你得到什么结论?学生观察、讨论后得出结论1. 从实验一可以看到： D球开始摆动后 . 其余小球跟着开始摆动 .A 、B、C三球的振幅比 E球的振幅大 ( 看偏角 ) 但 A、B、 C、

9、 E 四球的频率与D 球相同2.从实验二中可以看到：A 球开始摆动后, 其余小球跟着开始摆动,B 、C两球的振幅比D、E 两球大 B、C 两球振幅差别不明显.D 、E 两球振幅的差别也不明显. 但 B、C、 D、E 四球的频率与 A 球相同3. 从实验三中可以看到： E 球开始振动后其余小球跟着开始振动， A、 B、 C 三球振幅差别不大 . 但部大于 D球，同时 A、 B、 C、D 四球振动的频率与 E 球相同4. 五个小球若单独运动时都可看作单摆, 由单摆周期公式： T 2l知 ;gT DTA=TB=TCTE.即 :f Ef A=f B=f Cf D5. 在上述三个实验中除开始振动的小球外

10、，其余小球都做受迫振动，其驱动力来源于开始摆动的小球施加在横线上的力6. 从上述三个实验可知：物体做受迫运动时其振幅和本身固有频率与驱动力的频率有关当驱动力频率与固有；频率相差较大时、振幅较小，当驱动力的频率与固有频率相差较小时，振幅较大；当驱动力的频率与固有频率相等时 , 振幅最大教师总结从上面实验可知：(1)当驱动力频率和固有频率相等或非常接近时, 物体振幅最大， 我们把受迫振动的这种现象叫共振(2) 发生共振的条件是：驱动力的频率接近或等于物体的固有频率基础知识应用1. 在火车车厢里用悬线吊一个小球，由于铁轨接合处的震动使球摆动如果铁轨长12.5 m ，线长 40 cm，那么当火车的速度

11、达m s 时，球摆动的振幅最大?2. 如图为一单摆的共振曲线 . 则该单摆的摆长约为多少 ?共振时单摆的振幅是多少 ?(g=10 m s。 ) 参考答案 1. 解：当摆球与火车发生共振时。球摆动的振幅最大 , 摆球做受迫振动 , 驱动力的频率即为火车与铁轨接合处相撞击的频率：由共振条件知： f 驱 =f 固 即 T 驱 =T 固而 :T 驱 = Lv又 T固= 2lg4所以 vL = 2l1l=10m/sg , v=2g2. 解：由共振条件可知：f 驱 =f 固 . 由共振曲线知f 驱 =O.5 Hz 时单摆振幅最大 , 发生了共振则： f 固 =O.5 Hz ，所以 T 固 =2 s又由 T

12、 固= 2glT固2 g1m知 l= 4 2由共振曲线知：共振时A=l0 cm ( 三 ) 声音的共鸣基础知识演示共鸣实验：实验一：拿两个相同音叉，靠近放在一起, 打击 A 一下后 , 停会儿用手按住 A实验二：把音叉插在共鸣箱上, 重复上述实验实验三：在 B 音叉上套一皮套 , 重复上述实验学生观察时思考下列问题：1. 描述上面各实验的现象2. 为什么实验二中 B 的声音比实验一的大 ?3. 为什么实验一、二 B 音叉发声而实验三不发声学生观察思考后得出结论：1. 从实验一中可以听到 B 的声音 , 说明 B 音叉发生了振动从实验二中可以听到B 的声音，且声音比实验一的大, 说明 B 音叉振

13、动比实验一中要强一些从实验三中发现，此时B 音叉并没有发音说明B 没有振动或振动很弱2. 在实验二中 ,B 音叉之所以发出的声音大其原因是共鸣箱的空气与音叉的振动发生了共振 , 使声音得以加强3. 实验三中 , 在 B 音叉上套了皮套 , 改变了 B音叉的固有频率 , 使之不能与 A 音叉发生共振 , 所以听不到 B 音叉的声音深入探究请同学们讨论下面问题：B 音叉与 A 音叉发生共振时，其驱动力来源于哪儿?讨论后得出结论：A 叉股振动后 , 推动周围空气发生振动 , 当 B 音叉周围空气开始振动后 , 就会周期性地对 B 音叉的叉股施加驱动力 , 使 B 音叉的叉股发生振动 , 产生声音教师总结我们把实验中声音发生共振的这种现象叫声音的共鸣基础知识应用试用所学知识解释二胡下面共鸣箱的作用( 四 ) 共振的应用与防止基础知识请学生阅读课文，回答下列问题：列举共振应用实例2. 列举共振防止实例学生阅读后得出结论：1. 应用共振的实例有：乐器的共鸣箱测量机器转速5共振筛2. 防止共振的实例有：过桥时要走便步轮船在有波浪的海面行驶时。改变航向来避免共振发生机器运转时为防止共振而调整转速深入探究1.应用共振的物理原理是什么?2.防止共振的物理原理是什么?学生讨论后回答：1.