2.6 受迫振动 共振 教学设计-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

受迫振动 共振
一、教学目标
1．知道什么是阻尼振动及受迫振动。
2．通过实验观察，探究受迫振动的频率和振幅的特征。
3. 知道什么是共振以及发生共振的条件，能够解释共振的应用和防止的实例。
二、教学重难点
教学重点：受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，共振。
教学难点：受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系
教学过程设计
教学环节和内容 教师活动 学生活动 基于课标、素养的 设计意图
【创设情景 引入课堂】 从荡秋千引入课堂等幅振动和阻尼振动的概念。 让学生观察图片或视频，建立“振动会自发地衰减”的感性认识 体验、观察、思考、讨论。 引导学生通过情境建模，建立物理概念，形成理性与感性的连接。
【受迫振动】 “秋千最终会停下来”，如何才能让秋千一直振动？提出“受迫振动”的概念。 列举出一些受迫振动的例子 引导思考如何让物体一直振动。 思考、讨论、表达 从解决问题的角度探讨物理问题，引导学生从建立物理与实际的联系。
【受迫振动的频率】 观察实验：固有频率不同的四个小球，在相同的外力驱动下的摆动。 引导学生观察相同驱动力下的不同小球的振动情况：特别观察小球的振幅是否相同；小球的频率是否同步？小球的振幅是否相同？ 观察、思考 学生通过观察，掌握受迫振动的频率跟驱动力的频率相等的规律。并提出：“什么情况下受迫振动的小球振幅最大？”
【受迫振动的振幅】 观察实验，绘制振子随驱动频率变化的曲线。 引导学生观察两个弹簧振子在不同频率下的振幅变化。逐渐增大驱动频率，两个振子振幅逐均先增大，后减小。 作图、思考、讨论 引导学生在操作实验之前先制定方案，理解实验原理，培养学生的探究素养。 建立受迫振动振幅大小随驱动频率变化的关系，并且知道振幅最大时额定频率大的振子对应的驱动频率也较大。
【观察实验】 以一个小球带动其他小球摆动，观察振幅的大小与什么因素有关。 引导学生观察受迫振动的小球的摆幅与小球的质量是否有关？与驱动小球的绳长有什么关系？ 观察，思考，讨论，表达 学生发现受迫振动摆幅最大的小球的摆长跟驱动小球的摆长相同，即其固有频率与驱动小球独有频率相同。回顾刚才的弹簧振子实验，可以形成统一的观点：当受迫振动物体的固有频率等于驱动力频率时，振幅达到最大，称为共振。
【共振的应用】 共振筛、转速计等是共振的常见应用 介绍共振的应用，此时可以发散讲解，重点是如何实现共振。 聆听、思考 让学生形成知识间关联的习惯，培养知识迁移的能力。
【实践与拓展】 通过古代二胡的结构介绍共鸣对乐器的作用。并演示音叉的共鸣作用。 介绍中国古代乐器中“二胡”的结构，提出共鸣腔的概念，列举各种乐器使用共鸣腔的情况，并使用音叉演示共鸣现象。 观察、思考 通过观察实验，理解共鸣现象是共振在声音中的应用。引导学生了解中国古代人们智慧，培养爱国主义情怀。
【共振的防止】 视频演示“声音碎玻璃”的现象。并列举世界上因共振而造成的灾难。介绍最近虎门大小的晃动事件。 引导学生观察和思考如何规避共振带来的危害和灾难。 观察、思考、讨论、问答 通过观察和学习，留意生活中的共振现象，实现知识与实践的关联。
【实践与拓展】 介绍次声波的危害及如何防止次声波的伤害。 介绍次声波带来的灾难事件，并引导学生思考如何避免次声波的伤害。 观察、交流、问答 引导学生关注物理与生活的关联。
【学习研究】 课后完成研究任务：查阅资料，了解我国古代关于共振的研究与应用，并写成学习报告。
【板书设计】
选择性必修1第二章第6节 受迫振动 共振