生活中的振动_教案1
2019-2020年高中物理鲁科版选修3-4教学案：第1章 第4节 生活中的振动(含答案)
2019-2020年高中物理鲁科版选修3-4教学案：第1章第4节生活中的振动(含答案)1．阻尼振动的机械能不断减少，主要体现在振幅不断减小。
2．受迫振动是在周期性外力作用下的振动，其振动频率等于周期性驱动力的频率。
3．驱动力的频率越接近物体的固有频率，受迫振动振幅越大；当驱动力频率与物体的固有频率相等时，受迫振动振幅最大，这就是共振。
对应学生用书P12阻尼振动[自读教材·抓基础]1．定义指振幅不断减小的振动。
2．产生的原因振动系统克服摩擦力或其他阻力做功，系统的机械能不断减少，振幅不断减小。
3．阻尼振动的振动图像如图1-4-1所示，振幅越来越小，最后停止振动。
图1-4-14．实际应用实际问题中，如果要求系统很快回到平衡位置，就增大阻力；如果希望物体在某一段时间内的运动接近简谐运动，则应减小阻力。
[跟随名师·解疑难]阻尼振动和无阻尼振动的比较振动类型阻尼振动无阻尼振动比较项目产生条件受到阻力作用不受阻力作用(1)物体做阻尼振动时，振幅虽然不断减小，但振动的频率仍由振动系统的结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化。
例如用力敲锣，由于锣受到阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变。
(2)物体做无阻尼振动，并不一定指它不受阻尼，而是指它在振动过程中振幅保持不变。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中()A．振幅越来越小，周期也越来越小B．振幅越来越小，周期不变C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．振动过程中，机械能不守恒，周期减小解析：选B因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。
而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身特点决定的，是不变的，故A、D项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减小，即机械能在减少，所以C项错。
1．受迫振动(1)驱动力：给振动物体施加的一个周期性的外力。
初中物理振动试验教案
初中物理振动试验教案一、教学目标1. 让学生了解振动的定义和特点，知道振动是由什么引起的。
2. 让学生掌握振动的基本概念，如频率、周期、振幅等。
3. 培养学生进行实验操作的能力，提高学生的观察和分析问题的能力。
二、教学内容1. 振动的概念和特点2. 振动的产生和消失3. 频率、周期和振幅的概念及计算4. 振动试验的原理和操作方法三、教学重点与难点1. 振动的概念和特点2. 频率、周期和振幅的计算3. 振动试验的操作方法四、教学过程1. 导入：通过生活中的实例，如摇摆的秋千、振动的音叉等，引导学生思考振动的概念和特点。
2. 讲解振动的基本概念：振动是由物体围绕平衡位置做往复运动引起的，频率表示振动快慢的物理量，周期表示振动一次完整的往复运动所需的时间，振幅表示物体振动的最大位移。
3. 讲解振动的产生和消失：振动是由外力或内部力作用于物体上产生的，当外力或内部力消失时，振动也会逐渐消失。
4. 实验操作：进行振动试验，观察振动现象，记录频率、周期和振幅等数据。
5. 数据分析：根据实验数据，计算频率、周期和振幅，分析振动的特点和规律。
6. 总结与拓展：总结振动试验的结果，引导学生思考振动在现实生活中的应用，如音乐、工程等领域。
五、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生通过实验观察和数据分析来解决问题。
2. 运用多媒体教学手段，如图片、视频等，生动形象地展示振动现象。
3. 组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作意识和交流能力。
六、教学评价1. 学生能准确描述振动的概念和特点。
2. 学生能正确计算频率、周期和振幅。
3. 学生能熟练进行振动试验的操作。
4. 学生能分析振动现象的规律和应用。
七、教学资源1. 振动试验设备：振动台、振子、测量仪器等。
2. 教学课件：振动的概念、特点、计算等。
3. 参考资料：振动现象的应用实例。
八、教学步骤1. 引入振动的概念和特点，引导学生思考振动的产生和消失。
2. 讲解振动的基本概念，如频率、周期和振幅。
生活中的振动
梅艺璇 五年临床2班
一、振动的定义
定义： （1）任何一个可以用时间的周期函数
来描述的物理量，都称之为振动。
（2）当一个物体处于周期性往复运动
的状态，即可说物：声、光、热等物理现象都包含振动； 生命和生活：心脏搏动、耳膜和声带的振动是人体
的基本功能。
工程技术领域：
桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动 飞机和船舶在航行中的振动，
机床和刀具在加工时的振动，
各种动力机械的振动， 控制系统中的自激振动等。
雪
崩
在冰山雪峰间，动物 的吼叫声引起空气的振动, 当频率等于雪层中某一部 分的固有振动频率时,会发 生共振,形成雪崩,因此, 登山队员严禁高声说话.
次声武器 国外正在研制一种武器,它不用子弹、 炮弹,也不用激光, 而是以声波作“子弹” 来杀伤敌人,这就是次声武器. 当次声（0.00001~20Hz）武器发出的 次声波频率同人体肌肉、内脏器官的固有 振荡频率吻合时,能引起肌肉及内脏器官 的共振,使人的五脏六腑破裂,导致死亡.
参考文献
• 《实际生活中的机械振动以及利用有益的振动》 陈欣 • 《浅谈机械振动在生活中的应用》 王奉献 • 程守洙,江之永.普通物理学.第五版.北京：高等教育出版 社,1998 • 马文蔚.物理学.第四版.北京：高等教育出版社,1998
翻 船 轮船在航行时，会受到周 期性的波浪冲击而左右摇摆.
如果波浪冲击力的频率与 轮船的固有频率相同，就会发 生共振，摆幅增大，甚至可以 使船倾覆.
这时可以改变船的航向和 速度，使波浪冲击的频率远离 船的固有频率.
微波炉加热原理: 食物中水分子的振动频率约为2500MHz ， 具有大致相同频率的电磁波称为 “微 波” 。微波炉加热食品时，炉内产生很 强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受 迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为 内能，从而使食物的温度迅速升高。微波 加热是对物体内部的整体加热，极大地提 高了加热效率。
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动陈欣20110238（一）实际生活中的机械振动振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象。
实际上，人类就生活在振动的世界里，地面上的车辆、空气中的飞行器、海洋中的船舶等都在不断振动着。
房屋建筑、桥梁水坝等在受到激励后也会发生振动。
就连茫茫的宇宙中，也到处存在着各种形式的振动，如风、雨、雷、电等随时间不断变化，从广义的角度来解释，就是特殊形式的振动（或波动），而电磁波不停地在以振动的方式发射和传播。
就人类的身体来说，心脏的跳动、肺叶的摆动、血液的循环、胃肠的蠕动、脑电的波动、肌肉的搐动、耳膜的振动和声带的振动等，在某种意义上来说也是一种振动，就连组成人类自身的原子，也都在振动着。
所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复运动。
在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移，速度，加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。
在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。
工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是近代机器结构正向大功率、高速度、高精度、轻型化、大型化和微型化等方向发展，振动问题也就越来越突出，因此掌握振动规律就显得十分重要了。
只有掌握了振动规律和特征以后，才能有效地利用振动的有益方面并限制振动的有害方面。
（二）利用有益的振动在日常生活中，人们往往只看到了振动带了的危害。
例如，运载工具的振动会使乘客感到不舒服；环境噪声使人烦躁不安；共振及次谐波共振会引起机械设备、桥梁结构及飞机的破坏；地震使人民的生命财产遭受巨大的损失。
对于有害振动来说，往往需要采取有效措施对振动加以限制以至消除。
但是振动并非都是有害的，在许多方面合理地利用振动也能给人类造福，改善人民的生活。
例如，拨动琴弦能发出美妙动人的乐章，使人心旷神怡；在医疗方面，利用超声波能够诊断、治疗疾病；在土建工程中，振动打桩、振动拨桩以及混凝土灌注时的振动捣固等能够提高工作效率；在电子和通信工程方面，录音机、电视机、收音机、程控电话等诸多电子元件以及电子计时装置和通信系统使用的谐振器等都是由于振动才有效地工作的；在工程地质方面，利用超声波进行检测、地质勘探和油水混合及油水分离；在石油开采上，还可以利用振动提高石油产量；海洋工程方面，海浪波动的能量可以用来发电；在许多工矿企业，可以利用振动完成许多工艺过程，或用来提高某些机器的工作效率。
初中二年级物理教案震动与波动的特性
初中二年级物理教案震动与波动的特性【教案】一、教学目标1. 了解震动和波动的基本概念。
2. 掌握震动和波动的特性及其在日常生活和自然界中的应用。
3. 培养学生观察、实验和思考的能力。
二、教学重点1. 震动和波动的定义和特性。
2. 震动和波动在日常生活和自然界中的应用。
三、教学难点1. 形象化地介绍震动和波动的特性。
2. 联系实例，帮助学生理解震动和波动的应用。
四、教学过程引入1. 利用一个摆球的实验，引发学生对震动与波动的思考，并提问：“你们对震动和波动有什么了解？这个实验中的摆球有什么特点？”引导学生自由发言，激发学生的兴趣。
展示2. 通过幻灯片或实物，向学生展示不同形式的震动和波动，如弹簧、水波、声波等，介绍它们的特点和表现形式。
讲解3. 针对震动和波动的特性，进行详细讲解：a. 震动的定义与特性：固体、液体、气体中的分子或物体在平衡位置附近做有规律的往复运动。
主要特性包括频率、振幅、周期等。
b. 波动的定义与特性：能量的传播方式，以振动的形式传播。
主要特性包括波长、频率、传播速度等。
扩展4. 介绍震动和波动在日常生活和自然界中的应用：a. 日常生活中的应用：如机械钟的摆动、吉他的弦音、手机的震动等。
b. 自然界中的应用：如地震产生的地震波、水波的涟漪、声波的传播等。
实践5. 利用一些小实验或观察现象的示范，帮助学生更好地理解震动和波动的特性，例如利用水波箱展示波动的传播形式、利用弹簧振子展示不同频率下的振动情况等。
总结6. 对本节课所学内容进行总结，强调震动和波动的共同点和区别，并提醒学生在日常生活中多加观察，发现和应用震动与波动的现象。
五、课堂作业1. 写一篇小作文，描述你观察到的三个震动或波动现象，并说明其在现实生活中的应用。
六、板书设计（教师可根据具体情况进行板书设计）七、教学反思本节课以实验和观察为主线，通过展示和实践，让学生亲自参与，加深对震动和波动特性的理解。
同时，通过示范实验和观察现象，激发学生的探究兴趣，培养他们动手实践的能力。
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动陈欣20110238（一）实际生活中的机械振动振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象。
实际上，人类就生活在振动的世界里，地面上的车辆、空气中的飞行器、海洋中的船舶等都在不断振动着。
房屋建筑、桥梁水坝等在受到激励后也会发生振动。
就连茫茫的宇宙中，也到处存在着各种形式的振动，如风、雨、雷、电等随时间不断变化，从广义的角度来解释，就是特殊形式的振动（或波动），而电磁波不停地在以振动的方式发射和传播。
就人类的身体来说，心脏的跳动、肺叶的摆动、血液的循环、胃肠的蠕动、脑电的波动、肌肉的搐动、耳膜的振动和声带的振动等，在某种意义上来说也是一种振动，就连组成人类自身的原子，也都在振动着。
所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复运动。
在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移，速度，加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。
在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。
工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是近代机器结构正向大功率、高速度、高精度、轻型化、大型化和微型化等方向发展，振动问题也就越来越突出，因此掌握振动规律就显得十分重要了。
只有掌握了振动规律和特征以后，才能有效地利用振动的有益方面并限制振动的有害方面。
（二）利用有益的振动在日常生活中，人们往往只看到了振动带了的危害。
例如，运载工具的振动会使乘客感到不舒服；环境噪声使人烦躁不安；共振及次谐波共振会引起机械设备、桥梁结构及飞机的破坏；地震使人民的生命财产遭受巨大的损失。
对于有害振动来说，往往需要采取有效措施对振动加以限制以至消除。
但是振动并非都是有害的，在许多方面合理地利用振动也能给人类造福，改善人民的生活。
例如，拨动琴弦能发出美妙动人的乐章，使人心旷神怡；在医疗方面，利用超声波能够诊断、治疗疾病；在土建工程中，振动打桩、振动拨桩以及混凝土灌注时的振动捣固等能够提高工作效率；在电子和通信工程方面，录音机、电视机、收音机、程控电话等诸多电子元件以及电子计时装置和通信系统使用的谐振器等都是由于振动才有效地工作的；在工程地质方面，利用超声波进行检测、地质勘探和油水混合及油水分离；在石油开采上，还可以利用振动提高石油产量；海洋工程方面，海浪波动的能量可以用来发电；在许多工矿企业，可以利用振动完成许多工艺过程，或用来提高某些机器的工作效率。
高中物理的振动与波动教案
高中物理的振动与波动教案教学目标：1. 理解振动和波动的概念，掌握相关词汇和定义。
2. 掌握振动和波动的特点和分类。
3. 理解振动和波动在日常生活中的应用。
4. 训练学生观察、实验和逻辑思维能力。
教学重点与难点：1. 振动和波动的概念及其特点。
2. 振动和波动的分类及日常应用。
教学准备：1. 教师准备：教案、教学PPT、实验器材、振动和波测量仪器等。
2. 学生准备：学习笔记、实验记录本等。
教学过程：一、引入振动和波动概念（10分钟）1.1师生互动，讨论振动和波动的概念及特点。
1.2通过图片、实物等展示振动和波动的例子，引导学生理解概念。
二、振动的特点与分类（20分钟）2.1讲解振动的定义、特点及种类。
2.2进行实验观察不同种类的振动现象，让学生亲自实验、感受振动。
三、波动的特点与分类（20分钟）3.1讲解波动的定义、特点及种类。
3.2展示各种类型的波动实例，帮助学生理解波动的本质及分类。
四、振动和波动在日常生活中的应用（15分钟）4.1探讨振动和波动在日常生活中的各种应用，如声波、光波的传播与应用等。
4.2展示相关实例，让学生体会振动和波动的实际应用价值。
五、实验操作与总结（15分钟）5.1学生根据教师指导进行相关实验操作。
5.2总结振动和波动的知识点，检查学生对概念的掌握程度。
六、课堂讨论与提升（10分钟）6.1师生讨论振动和波动相关问题，梳理知识点，解决学生疑问。
6.2鼓励学生展示自己对振动和波动的理解，提出自己的见解。
教学反馈：1. 收集学生对本节课程的反馈意见，帮助教师改进教学方法与内容。
2. 师生共同总结学生在振动和波动方面的学习成果和不足之处，为下节课的教学做准备。
布置作业：1. 作业：根据本节课内容，写一篇关于振动和波动的简单作文。
2. 预习：预习下节课的内容，做好相关概念的准备。
教学反思：通过本节课的教学，学生对振动和波动的概念有了更深入的理解，实验操作增加了学生的学习兴趣与参与度。
生活中的振动
二、受迫振动
1.驱动力：作用在振动系统上的周期性外力 2.受迫振动：在周期性外力作用下的振动
请你举出生活中受迫振动的例子
（1）跳板在人走过时发生的振动 （2）机器底座在机器运转时发生的振动 （3）听到声音时耳膜的振动 （4）电磁打点计时器的振针所做的振动
思考：
自由状态下，振动物体的固有 频率是由振动物体本身的性质决定 的。那么,受迫振动的频率是否也是 由振动物体本身性质决定的呢?
声音的共振现象叫做共鸣
声音的共振现象
声音怎么会 将酒杯震碎?
声音的共振现象 声 音 怎 么 会 将 酒 杯 震 碎?
（2）共鸣箱 一些乐器利用共振来提高音响效果
声音的共振现象叫做共鸣
（3）收音机利用电磁的共振进行选台
2.共振的防止
（1）军队或火车过桥时要放慢速度或便步走 （2）机器运转时为了防止共振要调节转速 （3）在振动物体底座加防振垫 （4）装修剧场、房屋时使用吸声材料等
实 验 研
究
3.受迫振动的特点
受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率， 与物体的固有频率无关。
思考：
物体做受迫振动的振幅是 否也只与外力的大小有关,而 与振动物体的固有频率无关呢?
演 示 共 振 摆 实 验
Hale Waihona Puke 三、共振1.共振：驱动力的频率等于物体的固有频率
时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共 振。 2.特点：驱动力的频率接近或等于物体的固有频
在实际生活中，我们经常发现有的往 复运动很快停止，如我们做弹簧振子、音 叉的实验时，振动几次后就停下来.
一、阻尼振动 1.阻尼振动：振幅不断减小的振动 2.阻尼振动的图像：
3.振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，
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生活中的振动
【教学目标】
1．知识与技能
（1）知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明；
（2）知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关；
（3）理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。
2．过程与方法：
3．情感、态度与价值观：
【教学重点】
受迫振动，共振。
【教学难点】
驱动力的频率、固有频率的区别。
【教学过程】
复习提问
注意观察教师的演示实验。
教师把弹簧振子的振子向右移动至B点，然后释放，则振子在弹性力作用下，在平衡位置附近持续地沿直线振动起来。
重复两次让学生在黑板上画出振动图象的示意图（图1中的Ⅰ）。
再次演示上面的振动，只是让起始位置明显地靠近平衡位置，再让学生在原坐标上画出第二次振子振动的图象（图1中的Ⅱ）。
Ⅰ和Ⅱ应同频、同相、振幅不同。
结合图象和振子运动与学生一起分析能量的变化并引入新课。
新课教学
现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。
问提1：振子从B向O运动过程中，它的能量是怎样变化的？（弹性势能减少，动能增加。
）
问提2：振子从O向C运动过程中能量如何变化？振子由C向O、又由O向B运动的过程中，能量又是如何变化的？
问提3：振子在振动过程中总的机械能如何变化？（运用机械能守恒定律，得出在不计阻力作用的情况下，总机械能保持不变。
）
1．总机械能守恒
将振子从B点释放后在弹簧弹力（回复力）作用下，振子向左运动，速度加大，弹簧形变（位移）减少，弹簧的弹性势能转化为振子的动能。
当回到平衡位置O时，弹簧无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的动能等于它在最大位移处（B点）弹簧的弹性势能，也就是等于系统的总机械能。
在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。
小结：由于简谐运动中总机械能守恒，所以简谐运动中振幅不变。
如果初始时B点与O 点的距离越大，到O点时，振子的动能越大，则系统所具有的机械能越大。
相应地，振子的振幅也就越大，因此简谐运动的振幅与能量相对应。
问提4：怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变，而一直振动下去呢？（应不断地向系统补充损耗的机械能，以使振动物体的振幅不变。
）
这种振幅不变的振动叫等幅振动。
例如：电铃响的时候，铃锤是做等幅振动。
电磁打点计时器工作时，打点针是做等幅振动。
挂钟的摆是做等幅振动，它们的共同特点是，工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。
这种周期性变化的外力叫驱动力。
2．受迫振动
在驱动力作用下物体的振动叫受迫振动。
例如内燃机气缸中活塞的运动，缝纫机针头的运
动，扬声器纸盆的运动，电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。
问提5：受迫振动的频率跟什么有关呢？
让学生注意观察演示（图3）。
用不同的转速匀速地转动把手，可以发现，开始振子的运动情况比较复杂，但达到稳定后，振子的运动就比较稳定，可以明显地观察到受迫振动的周期等于驱动力的周期。
这样就可以得到物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振子的固有频率无关。
问提6：受迫振动的振幅又跟什么有关呢？
演示摆的共振（装置如图4），在一根绷紧的绳上挂几个单摆，其中A、B．G球的摆长相等。
当使A摆动起来后，A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力，经一段时间后，它们都会振动起来。
驱动力的频率等于A摆的频率。
实验发现，在A摆多次摆动后，各球都将以A球的频率振动起来，但振幅不同，固有频率与驱动力频率相等的B．G球的振幅最大，而频率与驱动力频率相差最大的D．E球的振幅最小。
指出：驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振。
讲解一下共振在技术上有其有利的一面，也存在不利的一面。
结合课本让同学思考，在生活实际中利用共振和防止共振的实例。
小结
（1）振动物体都具有能量，能量的大小与振幅有关，振幅越大，振动能量也越大；
（2）当振动物体的能量逐渐减小时，振幅也随着减小，这样的振动叫阻尼振动；
（3）振幅保持不变的振动叫等幅振动；
（4）物体在驱动力作用下的振动是受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率；
（5）当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动振幅最大的现象叫共振；共振在技术上有其有利的一面，也存在不利的一面；有利的要尽量利用，不利的要尽量防止。
巩固练习
支持火车车厢的弹簧的固有频率为2Hz，行驶在每节铁轨长10米的铁路上，则当运行速度为____ m/s时，车厢振动最剧烈。
[20m/s]。