高中物理人教版4第十一章机械振动5外力作用下的振动

《探究共振现象》说课稿《探究共振现象》，本节选自人教版，高中物理选修3-4第十一章第五节的部分内容。实验教学目标通过此次共振实验的探究，让学生知道共振及产生共振的条件，培养学生的探究实验的能力；实验过程设计实验一：演示实验如图（1）所示，在一根硬杆上固定三个不同摆长的铁质小球，双手握住硬杆两端控制杆以一定的频率来回转动较小的角度，从而使三个小球做受迫振动。让学生自己观察可以发现：当转动的频率较大时，摆长较小的小球达到最大振幅，慢慢减小硬杆的转动频率，中等摆长的小球达到最大振幅，继续减小硬杆的转动频率，摆长最大的小球慢慢达到最大振幅。引出实验二：探究小球能够达到最大振幅的条件；实验二：探究性实验实验器材简介：如图（2）探究实验中，我们用摆球来提供驱动力，称之为驱动摆，驱动摆控制硬杆小角度来回转动，从而使另一个摆球（称之为从动摆）做受迫振动。固定从动摆的摆长，首先使驱动摆的摆长大于从动摆的摆长，等从动摆的振幅达到最大时，定性观察从动摆的振幅并定量测量从动摆小球经过光电门的遮光时间，遮光时间越长说明小球通过光电门的速度越小，对应的从动摆小球的振幅也越小，由此可以用从动摆小球经过光电门的遮光时间来反映振幅的大小。记录遮光时间，然后依次减小驱动摆的摆长，并做标记，此后每次实验保持驱动摆的振动高度差不变，从而保证驱动摆摆到最低点的动能是一定的。观察从动摆对应的振幅并定量测量其遮光时间。这里是我自己的实验数据记录和处理,总共取八组数据得到八个遮光时间，如下图（3）-（10）：时间记录：对应某一个驱动摆摆长，在从动摆的多次遮光时间中确定最小的遮光时间，这便是从动摆达到最大振幅的时候。图（3）图（4）图（5）图（6）图（7）图（8）图（9）图（10）用游标尺测量摆球的直径，用刻度尺测量每个遮光时间对应的驱动摆的摆长。驱动摆摆球直径的测量图（10）从动摆摆球直径的测量图（11）实验时每次改变驱动摆的绳长都要用笔在绳子上面做上标记，记录完时间后将绳上的标记转化到白纸上（描点）进行测量，最终摆长等于摆球半径加上绳长部分。根据自己的实验数据制作表（1），记录上述实验数据表（1）转换成图像模式如表（2）表（2）分析实验数据把驱动摆和从动摆近似看做单摆运动，根据单摆的知识可知，当驱动摆和从动摆的摆长相同时，它们的摆动周期也相等，即它们的摆动频率相等，从而得出结论：当驱动摆的驱动频率与从动摆的固有频率相等时，从动摆的受迫振动有最大振幅。演示实验和探究实验完成以后，给出共振的定义，并分析总结后给出共振的条件：1.共振系统做受迫振动时，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振2.共振条件驱动力的频率等于系统的固有频率三、实验设计思路通过演示实验，让学生对共振有一个感性认识，激发学生求知欲，引出探究共振条件的实验；在通过探究实验，让学生对共振有一个更加深刻的理解，培养其自主探究的能力，得出共振条件。四、实验方法及效果评价1.亮点：此次研究共振的实验设计以探究式实验为主导路线，借助传感器对整个的实验进行定量分析，增大了实验的可靠性，弥补了以往定性观察的不足；2.从效果来看实验一：该演示实验可以让学生自己动手制作实验器材，亲自做实验，感受共振的物理过程，增强学生的参与感，同时还能培养学生的动手实践能力；3.从效果来看实验二：该探究实验相对来说比较复杂，为了增大实验成功的几率，同时出于上课时间的考虑，教师应亲手做实验，但对