高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 受迫振动 共振教学设计

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】