(教学设计)第2章 5 阻尼振动 受迫振动2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(教科版2019)

(教学设计)第2章5阻尼振动受迫振动2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(教科版2019)学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理选择性必修第一册第2章阻尼振动受迫振动

2.教学年级和班级：高中一年级5班

3.授课时间：2023年10月10日

4.教学时数：45分钟核心素养目标1.物理观念：使学生理解阻尼振动和受迫振动的基本概念，能够用物理语言描述其特点和区别。

2.科学思维：培养学生分析振动现象的能力，学会运用控制变量法和逻辑推理解决物理问题。

3.实验与探究：通过观察实验现象，学生能够运用物理知识解释振动过程中的能量转换和相互作用。

4.科学态度与价值观：培养学生对物理实验的兴趣和好奇心，增强对科学探究的热爱和责任感。教学难点与重点1.教学重点

（1）阻尼振动和受迫振动的概念：明确阻尼振动是指振动系统在振动过程中由于外界阻力的作用而逐渐减小的振动；受迫振动是指在外力作用下，振动系统的振动频率发生改变的振动。

（2）阻尼振动和受迫振动的特点：掌握阻尼振动和受迫振动的特点，如阻尼振动幅度随时间逐渐减小，受迫振动幅度受外力频率的影响等。

（3）能量转换和相互作用：理解在振动过程中，动能、势能和内能之间的相互转换，以及振动系统与其他物体之间的相互作用。

（4）振动方程的求解：学会运用振动方程求解振动系统的振动幅度、周期和相位等参数。

2.教学难点

（1）阻尼系数的影响：理解阻尼系数对阻尼振动特点的影响，如阻尼系数越大，振动幅度衰减越快等。

（2）受迫振动的频率转换：掌握受迫振动的频率转换规律，如当外力频率等于振动系统的固有频率时，振动幅度最大等。

（3）能量转换和相互作用的解释：能够运用物理知识解释振动过程中的能量转换和相互作用，如阻尼振动中能量的逐渐减小等。

（4）振动方程的求解方法：掌握振动方程的求解方法，如振动方程的建立、求解振动幅度、周期和相位等参数的步骤。

（5）实验现象的观察和解释：学会观察实验现象，运用物理知识解释振动过程中的能量转换和相互作用。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：教师通过讲解阻尼振动和受迫振动的概念、特点、振动方程的求解等理论知识，使学生掌握基本概念和理论。

2.讨论法：学生分组讨论实验现象，分享对能量转换和相互作用的看法，激发学生思考和探究问题的能力。

3.实验法：学生进行振动实验，观察实验现象，运用物理知识解释振动过程中的能量转换和相互作用，培养学生的实验操作能力和科学思维。

教学手段：

1.多媒体设备：使用多媒体课件展示振动现象的动画和图像，直观地演示阻尼振动和受迫振动的特点，帮助学生更好地理解和记忆。

2.教学软件：利用教学软件进行模拟实验，学生可以互动操作，观察不同参数下的振动现象，加深对振动过程的理解。

3.实验室设备：使用振动实验装置进行实验，学生可以亲手操作，观察实验现象，培养实验操作能力和科学思维。

4.在线资源：引导学生利用在线资源进行自主学习，如物理知识讲解视频、实验操作教程等，提高学生的学习兴趣和主动性。

5.互动平台：利用互动平台进行在线讨论和问题解答，学生可以提问、分享观点，促进学生之间的交流和合作。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对阻尼振动和受迫振动的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是阻尼振动和受迫振动吗？它们在现实生活中有什么应用？”

展示一些关于阻尼振动和受迫振动的图片或视频片段，让学生初步感受振动现象的魅力或特点。

简短介绍阻尼振动和受迫振动的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.阻尼振动和受迫振动基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解阻尼振动和受迫振动的基本概念、特点和原理。

过程：

讲解阻尼振动和受迫振动的定义，包括其主要特点和区别。

详细介绍阻尼系数对阻尼振动和受迫振动的影响，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.阻尼振动和受迫振动案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解阻尼振动和受迫振动的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的阻尼振动和受迫振动案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解振动现象的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用阻尼振动和受迫振动解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与阻尼振动和受迫振动相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对阻尼振动和受迫振动的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调阻尼振动和受迫振动的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括阻尼振动和受迫振动的基本概念、特点、案例分析等。

强调阻尼振动和受迫振动在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用阻尼振动和受迫振动。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于阻尼振动和受迫振动的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理本节课的主要内容是阻尼振动和受迫振动。以下是本节课的知识点梳理：

1.阻尼振动：

-定义：阻尼振动是指振动系统在振动过程中由于外界阻力的作用而逐渐减小的振动。

-特点：阻尼振动幅度随时间逐渐减小，振动频率不变。

-阻尼系数：描述阻力对振动幅度影响的参数，阻尼系数越大，振动幅度衰减越快。

2.受迫振动：

-定义：受迫振动是指在外力作用下，振动系统的振动频率发生改变的振动。

-特点：受迫振动的幅度受外力频率的影响，当外力频率等于振动系统的固有频率时，振动幅度最大。

3.能量转换和相互作用：

-振动过程中的能量转换：动能、势能和内能之间的相互转换。

-振动系统与其他物体之间的相互作用：例如，弹簧振子与外界的能量交换。

4.振动方程的求解：

-振动方程的建立：根据振动系统的动力学方程，建立振动方程。

-求解振动幅度、周期和相位等参数的步骤：利用振动方程求解振动参数的方法和技巧。

5.阻尼系数的影响：

-阻尼系数对阻尼振动特点的影响：阻尼系数越大，振动幅度衰减越快。

6.受迫振动的频率转换：

-受迫振动的频率转换规律：当外力频率等于振动系统的固有频率时，振动幅度最大。

7.实验现象的观察和解释：

-观察实验现象：通过实验观察振动过程中的能量转换和相互作用。

-解释振动过程中的能量转换和相互作用：运用物理知识解释实验现象。教学反思与改进本节课结束后，我对教学过程进行了反思，认为有以下几个方面需要改进：

首先，在导入新课时，虽然通过提问和展示图片引起了学生的兴趣，但导入内容与本节课内容之间的联系不够紧密。未来，我计划将导入内容与阻尼振动和受迫振动的概念直接相关联，以更好地激发学生的学习欲望。

其次，在基础知识讲解环节，我讲解了一些基本概念和原理，但对于阻尼系数的影响和受迫振动的频率转换这两个难点，讲解得不够透彻。在未来的教学中，我计划运用更多直观的图表和实例来解释这两个难点，帮助学生更好地理解。

此外，在案例分析环节，虽然通过具体案例让学生了解了阻尼振动和受迫振动的特性和重要性，但学生对于这些案例如何应用到实际生活中的理解不够深入。未来，我计划引导学生从实际生活的角度思考这些问题，以提高学生对物理知识应用的能力。

在学生小组讨论环节，虽然学生分组讨论了与阻尼振动和受迫振动相关的主题，但我发现部分学生在讨论中参与度不高，讨论效果不佳。未来，我计划采取更有效的讨论引导方式，例如提出更具启发性的问题，以提高学生的参与度和讨论效果。

最后，在课堂展示与点评环节，虽然学生上台展示了讨论成果，但点评环节较为简单，没有充分引导学生深入思考和交流。未来，我计划增加点评环节的深度和广度，引导学生从不同角度对展示内容进行思考和评价，以提高学生的表达能力和批判性思维。内容逻辑关系1.阻尼振动的概念、特点和阻尼系数的影响

-知识点：阻尼振动是指振动系统在振动过程中由于外界阻力的作用而逐渐减小的振动。

-特点：阻尼振动幅度随时间逐渐减小，振动频率不变。

-词：阻尼系数

-句：阻尼系数越大，振动幅度衰减越快。

2.受迫振动的概念、特点和频率转换规律

-知识点：受迫振动是指在外力作用下，振动系统的振动频率发生改变的振动。

-特点：受迫振动的幅度受外力频率的影响，当外力频率等于振动系统的固有频率时，振动幅度最大。

-词：频率转换

-句：当外力频率等于振动系统的固有频率时，振动幅度最大。

3.能量转换和相互作用

-知识点：振动过程中的能量转换和振动系统与其他物体之间的相互作用。

-词：动能、势能、内能

-句：振动过程中，动能、势能和内能之间的相互转换。

4.振动方程的求解方法

-知识点：振动方程的建立和求解振动幅度、周期和相位等参数的步骤。

-词：振动方程

-句：利用振动方程求解振动参数的方法和技巧。

板书设计：

1.阻尼振动的概念、特点和阻尼系数的影响

-阻尼振动：振动系统在振动过程中由于外界阻力的作用而逐渐减小的振动。

-特点：阻尼振动幅度随时间逐渐减小，振动频率不变。

-阻尼系数：描述阻力对振动幅度影响的参数，阻尼系数越大，振动幅度衰减越快。

2.受迫振动的概念、特点和频率转换规律

-受迫振动：在外力作用下，振动系统的振动频率发生改变的振动。

-特点：受迫振动的幅度受外