《外力作用下的振动》教学设计
第十一章第5节外力作用下的振动学案加答案解析
第5节外力作用下的振动学习目标；1．知道什么是固有振动、固有频率和阻尼振动，并对固有振动和阻尼振动能从能量转化的角度予以说明。
2．知道什么是受迫振动，知道物体做受迫振动的频率特点。
3．知道什么是共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害。
课前预习：一、固有振动、阻尼振动1．固有振动振动系统□01在不受外力作用下的振动叫做固有振动，固有振动的频率叫做□02固有频率。
小球和弹簧组成了一个系统——弹簧振子。
弹簧对于小球的作用力——回复力，是系统的□03内力；而来源于系统以外的作用力，例如摩擦力或手指对小球的推力，则是□04外力。
2．阻尼振动当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了□05阻尼。
系统克服□06阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而□07振幅减小，最后停下来。
这种振幅逐渐□08减小的振动，叫做阻尼振动。
二、受迫振动与共振1．受迫振动(1)驱动力：为了使系统持续振动，作用于振动系统的□01周期性的外力。
(2)受迫振动：振动系统在□02驱动力作用下的振动。
(3)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于□03驱动力的频率，跟系统的□04固有频率没有关系。
2．共振(1)定义：驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的□05振幅最大的现象。
(2)共振曲线：如图所示。
表示受迫振动的□06振幅A与□07驱动力频率f的关系图象，图中f0为振动系统的固有频率。
(3)共振的应用与防止①应用：在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的□08固有频率，如转速计、共振筛。
②防止：在防止共振时，驱动力频率与系统的□09固有频率相差越大越好，如部队过桥时用便步。
判一判(1)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。
()(2)系统做受迫振动时的振动频率与其固有频率无关。
()(3)做受迫振动的系统的机械能守恒。
()(4)驱动力的频率越大，系统的振幅越大。
()(5)驱动力的频率等于系统的固有频率时发生共振。
外力作用下的振动 说课稿 教案 教学设计
单摆(2课时)【教学目标】：1．知识与技能（1）知道什么是单摆，能从理想化的角度去理解单摆的结构（2）理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件，能从力的作用效果的观点去分析回复力，并且采用近似法表达单摆的回复力x L mg F -=。
（3）知道单摆的周期和什么因素有关，掌握单摆振动的周期公式，并能用公式解题。
2．过程与方法：通过猜想和实验，培养探究物理问题的能力，概括出影响周期的因素，并且能用实验周期公式来测量重力加速度【教学重点】：掌握好单摆的周期公式及其成立条件【教学难点】：单摆回复力的分析【教学器材】：两个单摆（摆长相同，质量不同），单摆课件【教法学法】：读书指导，猜想证明，实验对比，计算机辅助教学问题【教学过程设计】：第1课时1、 引入新课在前面我们学习了弹簧振子，知道弹簧振子做简谐运动。
那么：物体做简谐运动的条件是什么？答：物体做机械振动，受到的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。
今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动2、 新课教学【板书】：单摆模型：阅读课本P12第2段，思考：什么是单摆？（学生阅读毕，出示三个摆——一为橡皮绳、一为粗麻绳，一根绳很短而球很大，问：以下三个摆是否是单摆？）均不是，若为橡皮绳，则绳的伸长不可忽略；若为粗麻绳，则绳的质量不可忽略；若绳太短而球很大，则绳长不是远大于小球直径。
为什么对单摆有上述限制要求呢?教师指出：线的伸缩和质量可以忽略——使摆线有一定的长度而无质量，质量全部集中在摆球上；线长比球的直径大得多，可把摆球当作一个质点，只有质量无大小，悬线的长度就是摆长.通过上述学习，我们知道单摆是实际摆的理想化的物理模型.因此，一根细线上端固定，下端系着一个小球，如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略，细线的长度又比小球的直径大得多，这样的装置就叫单摆。
（教师拿出单摆展示，同时演示单摆振动，介绍单摆的构成）物理上的单摆，是在一个固定的悬点下，用一根不可伸长的细绳，系住一个一定质量的质点，在竖直平面内摆动。
外力作用下的振动探究式教案范文
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一、教材分析“外力作用下的振动”是人教版普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3—4第十一章机械振动第5节内容。
本节以“外力作用下的振动”为标题，介绍了“阻尼振动”“受迫振动”“共振”的概念。
在内容安排上与老教材有较大的变化，这样做不仅可以使学生认识到阻尼振动、受迫振动和共振都属于外力作用下的振动，而且有利于学生对振动分类的理解。
教材首先介绍了振动物体的固有频率的概念，再从能量的角度分析阻尼振动，进而通过实验探究了受迫振动的频率与驱动力频率的关系，最后利用实验探究了受迫振动的振幅与驱动力频率的关系，从而认识了共振现象。
在教学中我深入挖掘教材资源，充分发挥探究实验的作用，让学生亲身经历实验探究的过程，让学生清楚地认识阻尼振动的振幅减小的过程，观察物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点，达到了较好的教学效果。
二、教学设计（一）教学目标1、知识与技能知道阻尼振动及阻尼振动中能量的转化情况；知道受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率；知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止。
2、过程与方法通过对阻尼振动、受迫振动和共振现象的实验探究和实例分析，培养学生的观察分析能力；了解共振在实际中的应用和防止，提高理论联系实际的能力。
3、情感态度与价值观通过受迫振动和共振的教学，认识内因和外因的辩证关系；通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的辩证法观点。
（二）教学重点阻尼振动、受迫振动、共振及产生共振的条件（三）教学难点物体是否能发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的大小关系，与驱动力大小无关；当f驱＝f固时，物体做受迫振动的振幅最大。
外力作用下的振动
受迫振动与共振现象
受迫振动定义
物体在外界周期性驱动力作用下的振 动。
共振现象
共振条件
驱动力的频率与物体的固有频率相等 时，发生共振。此时物体的振幅达到 最大值，且振动状态最稳定。
当驱动力的频率接近物体的固有频率 时，物体的振幅会显著增大的现象。
03
振动图像与波动图像分析
位移-时间图像（x-t图像）
波的传播方向
通过波动图像可以判断波的传 播方向，如横波和纵波的传播
方向不同。
波的叠加原理
当多个波源产生的波在同一介 质中传播时，它们会相互叠加
，形成复杂的波动现象。
04
能量转化与守恒在振动中 体现
机械能守恒定律在振动中应用
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内 ，动能与势能可以相互转化，而总的 机械能保持不变。
阻尼振动特点及其影响因素
振幅逐渐减小
阻尼振动中，由于阻尼力的作用，振动的振幅会 逐渐减小。
周期不变
阻尼振动的周期与无阻尼时的周期相同，不会因 阻尼的存在而改变。
影响因素
阻尼振动的特点受阻尼系数、振动频率和初始条 件等因素的影响。
受迫振动产生条件及规律总结
产生条件
受迫振动是由外界周期性驱动力作用在振动系统上而产生 的。
THANKS
感谢观看
振动特性
弹簧振子的振动频率和振幅取决于 弹簧的劲度系数和振子的质量。
单摆模型
01
02
03
摆线定义
连接在固定点上的轻杆或 细线，其下端悬挂一个质 点，能在外力作用下在竖 直平面内做往复运动。
振动方程
根据牛顿第二定律和单摆 的受力分析，可以推导出 单摆的振动方程。
外力作用下的振动 说课稿 教案
外力作用下的振动●课标要求1 .知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况．2 .知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率跟固有频率无关，而等于驱动力的频率．3 .知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止的实例．●课标解读1 .能从能量转化的角度区别阻尼振动和无阻尼振动．2 .掌握受迫振动的概念，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．3 .知道什么是共振及产生共振的条件．4 .通过实例分析，知道共振的防止和应用．●教学地位本节从生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念，然后通过演示＝f 实验说明受迫振动的周期与驱动力频率的关系，最后通过演示实验证明当f驱时，物体做受迫振动的振幅最大，引入共振的概念，本节具有较强的实用性．固●新课导入建议实际的振动系统不可避免受到摩擦阻力和其它因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动最后停下来，这种振动叫阻尼振动，如果在机械能损耗的同时我们不断地给系统补充能量，物体运动的振动情形又如何呢？这节课我们共同探究这一问题．●教学流程设计课前预习安排看教材，学生合作讨论完成【课前自主导学】步骤1：导入新课，本节教学地位分析步骤2：老师提问，学生回答补充，检查预习效果步骤3：师生互动完成“探究1”教师讲解例题步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】验证学习情况步骤6：完成“探究3”重在讲解综合应用规律、方法、技巧步骤5：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】1.(1)固有振动如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率．(2)阻尼振动①阻力作用下的振动当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼，系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，最后停下来．②阻尼振动振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼振动的图象如图11－5－1所示，振幅越来越小，最后停止振动．图11－5－1③实际振动的理想化当阻尼很小时，在不太长的时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它当做简谐前面我们学习过的弹簧振子的运动是属于简谐运动还是阻尼振动呢？实际的弹簧振子在运动中除受到弹力之外，还受到摩擦力等阻力的作即做的是阻尼振动．如果阻力很小，可以忽略，那么振子的是简谐运动．1.(1)受迫振动①持续振动的获得实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，最简单的办法是使周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗．②驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．③受迫振动：振动系统在驱动力作用下的振动．④受迫振动的频率做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．(2)共振①条件：驱动力频率等于物体的固有频率．②特征：在无阻尼受迫振动中，共振时受迫振动的振幅最大．③共振曲线：如图11－5－2所示．图11－5－2【提示】挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶的作用，使水因受到周期性的驱动力而产生受迫振动，当驱动力频率接近或等于桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水的动荡越来越厉害，直到溅出来．1. 阻尼振动与无阻尼振动有何区别？2. 你能否举例说出日常生活中的阻尼振动和无阻尼振动？阻尼振动与无阻尼振动的比较用锤敲锣，锣面的振动弹簧振子的振动(2013·丽水检测)一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是()A．机械能逐渐转化为其他形式的能B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能【审题指导】在阻尼振动中，振动系统的机械能减小，即动能和势能之和减小．但在一段较短的时间内，动能和势能不一定都减小，关键要看动能与势能之间是如何转化的．【解析】单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故选项B、C不对．【答案】AD1. (2013·信阳检测)若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小的摆动中，总是减小的物理量为()1. 受迫振动和自由振动有何区别？2. 共振的条件是什么？3. 如何从功能的角度分析共振现象？1.自由振动、受迫振动、共振的比较(1)自由振动：江山易改，本性难移．(2)受迫振动：寄人篱下，身不由己．(3)共振：情投意合，心随你动．2 .对共振的理解(1)从受力角度来看振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，驱动力的频率跟物体的固有频率越接近，使物体振幅增大的力的作用次数就越多，当驱动力频率等于物体的固有频率时，它的每一次作用都使物体的振幅增加，从而使振幅达到最大．(2)从功能关系来看当驱动力频率越接近物体的固有频率时，驱动力与物体运动一致的次数越多，驱动力对物体做正功越多，振幅就越大．当驱动力频率等于物体固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量时，振幅才不再增加．(3)共振曲线图11－5－3①两轴的意义纵轴：受迫振动的振幅，如图11－5－3所示．横轴：驱动力频率．②f0的意义表示固有频率．③认识曲线形状f＝f0，共振；f>f0或f<f0，振幅较小，相差越大，振幅越小．1 .当驱动力的频率与固有频率相差越大时，振动的振幅就越小；当驱动力的频率与固有频率相等时，振幅最大．2 .从受迫振动的振幅与频率的关系图象中可以得到振动的固有频率，在计算中可以利用这一条件．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图11－5－4甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不变，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()图11－5－4A．由图线可知T0＝4 sB．由图线可知T0＝8 sC．当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D．当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小【审题指导】 (1)由乙图可知振子的固有周期． (2)由丙图可知驱动力的周期． (3)最后利用共振的条件分析判断．【解析】 图乙是弹簧振子未加驱动力时振动的图线，故由题图乙读出的周期为其振动的固有周期，即T 0＝4 s ．图丙是弹簧振子在驱动力作用下的振动图线．做受迫振动的物体，其振动的周期等于驱动力的周期，即T ＝8 s ．当固有周期与驱动力的周期相同时，其振幅最大；周期差别越大，其振动振幅越小．由以上分析可知，A 、C 对． 【答案】 AC解决这类问题关键是区分物体的固有频率、驱动力的频率和振动物体的频率，因此在题目中要找准驱动力．当物体做受迫振动时，其振动频率就等于驱动力的频率．当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，此振动物体振动的振幅最大．图11－5－52. 如图11－5－5所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，测得振动频率为2 Hz ，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min ，当振子振动稳定后，它的振动周期为( )A.12 sB.14 s C ．2 s D ．4 s【解析】 匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期跟把手转动的周期是相同的，振子做受迫振动的周期又等于驱动力的周期，其频率也等于驱动力的频率，与原自由上下振动频率无关．摇把匀速转动的转速为240 r/min ＝4 r/s ，角速度ω＝8πrad/s，所以驱动力的周期T＝2πω＝2 π8 π＝0.25 s.【答案】 B图11－5－6(2013·龙岩检测)如图11－5－6为一单摆的共振曲线，图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长．【规范解答】由图象可以看出，当驱动力的频率为0.4 Hz时，单摆的振幅最，单摆的固有频率为0.4 Hz，1.56 m.解决共振问题的思路1 .在分析解答有关共振问题时，要抓住产生共振的条件分析：驱动力的频率等于固有频率时产生共振，此时振动的振幅最大．2 .在解决有关共振的实际问题时，要抽象出受迫振动这一物理模型，弄清驱动力频率和固有频率，然后利用共振的条件进行求解．3 .图象法解决问题直观方便，利用共振图线可以找出最大振幅，以及振动的固有频率或固有周期，然后再利用周期公式进行分析．11。
外力作用下的振动 教学设计.doc
11.5外力作用下的振动大港八中雷耀辉一、学习目标（一）知识与技能1、知道什么是阻尼振动；知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动。
2、知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例。
3、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。
4、知道什么是共振以及发生共振的条件。
（二）过程与方法1、通过演示实验，了解阻尼振动的特点，明确受迫振动的频率决定于驱动力的频率。
2、通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生理论联系实际的能力。
（三）情感、态度与价值观1、用一分为二的观点研究共振的应用与防止。
2、通过共振产生条件的教学，认识内因和外因的关系。
二、学习重点、难点受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件。
共振及产生共振的条件。
三、学习内容与过程教学内容教师活动学生活动设计意图一. 导入新课视频（大桥倒塌）引入课题：11.5外力作用下的振动学生观看，思考激起兴趣，设置悬念二.新课教学固有振动，固有频率讲述什么是固有振动，固有频率学生思考，理解知识铺垫（-）阻尼振动阻尼振动的特占-八、、•1.能量减少2.振幅减少在实际振动的过程中，引导学生思考其能量、振幅的变化情况，从而引出阻尼振动的概念根据实际振动的过程，学生得出能量、振幅越来越小。
理解阻尼振动的概念理解阻尼振动的概念，及能量、振幅变化情况引导学生思考阻尼振动中阻尼大小与振幅变化快慢的关系，总结阻尼大小与振幅变化快慢的关系应用知识，总结规律3阻尼振动的图像引导学生思考阻尼振动的振动图像，演示实验思考，观看直观理解阻尼振动（二）受迫振动设问：阻尼振动振幅不断减小，怎样可以得到持续稳定的振动？并以生活实例荡秋千为例，启发学生思考学生思考并提出猜想联系实际，激发兴趣1.驱动力、受迫振动的概念引入驱动力、受迫振动的概念学生思考理解概念培养学生发现问题的能力3.受迫振动的特点受迫振动的能量转化关系学生分析、思考、得出结论受迫振动的频率与驱动力的频率的关系，教师演示实验，观察实验，得出受迫振动的频率等于驱动力的频率（三）共振启发思考：物体做受迫振动的频率与系统的固有频率无关，那么受迫振动的振幅是否也跟它的固有频率及驱动力的频率有怎样的关系呢？学生思考，提出猜想启发思考，激起兴趣1.共振的概念演示实验：改变驱动力频率让学生观察振幅的变化情况观察实验，追寻规律验证猜想总结规律启发思考：在什么情况下受迫振动振幅最大？介绍共振摆实验装置，演示实验，引导学生发现规律：当驱动力的频率跟系统的固有频率相同，系统的振幅最大。
4选修34第十一节机械振动外力作用下的振动教案
教学进程一、温习预习前面咱们学习了像弹簧振子和单摆那样，在外力使弹簧振子的小球和单摆的摆球偏离平稳位置后，它们就在系统内部的弹力或重力作用下振动起来，再也不需要外力的推动，这种振动叫做自由振动。
自由振动的周期(频率)为系统的固有频率。
实际的振动系统不可幸免地要受到摩擦阻力和其他因素的阻碍，系统的机械能损耗，致使振动完全停止，这种振动叫阻尼振动。
物体之因此做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么若是在机械能损耗的同时咱们不断地给振动系统补充能量，物体的振动情形又如何呢本节课咱们来学习这一问题。
二、知识讲解课程引入：（一）温习旧知什么是阻尼振动学生答：实际的振动系统不可幸免地要受到摩擦阻力和其他因素的阻碍，系统的机械能损耗，致使振动完全停止，这种振动叫阻尼振动.（二）导入新课引入：同窗们，咱们明白，物体之因此做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么若是在机械能损耗的同时咱们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢本节课咱们来研究有关的问题.考点/易错点1、物体的固有振动频率、受迫振动物体的振动频率跟固有频率无关固有频率：若是系统不受外力的作用，现在的振动叫做固有振动，其振动频率为固有频率。
其周期叫固有周期若是振动系统受到外力作用，它将如何运动观看两个实际振动：①实际的单摆发生的振动；②敲击音叉后音叉的振动。
单摆和音叉的振幅愈来愈小，最后停下来。
在单摆和音叉的振动进程中，不可幸免地要克服摩擦及其他阻力做功，系统的机械能就要损耗，振动的振幅就会慢慢减小，机械能耗尽之时，振动就会停下来了。
1、固有频率：若是振动系统不受外力作用，现在的振动叫固有振动，其振动频率称为固有频率2、阻尼振动(减幅振动)：振幅慢慢减小的振动叫阻尼振动振动物体克服摩擦和其他阻力做了功，它自己的能量慢慢减小，振幅也随着变小说明：（1）同一简谐运动能量的大小由振幅大小确信（2）阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关，阻尼越大，振幅减小得越快（3）物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的频率仍由自身结构特点所决定，并非会随振幅的减小而转变（4）阻尼振动假设在一段不太长的时刻内振幅没有明显的减小，能够把它当做简谐运动来处置一、驱动力：加在振动系统上的周期性外力，叫做驱动力二、受迫振动：系统在驱动力作用下的振动，叫受迫振动3、受迫振动的周期和频率：物体做受迫振动时，振动稳固后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关．问题1 如何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。
人教版高中物理教案-外力作用下的振动
第十一章機械振動選修3-411.5外力作用下的振動【學習目標】1．知道阻尼振動和阻尼振動中能量轉化的情況。
2．知道什麼是受迫振動及其產生的條件，掌握物體做受迫振動的特點。
3．認識共振現象，掌握產生共振現象的條件。
4.瞭解共振的防止和應用。
重點：受迫振動的頻率特點、共振的特點及條件難點：受迫振動的頻率特點、共振的特點及條件【自主預習】1.阻尼振動(1)阻尼振動實際的振動過程中，系統受到了摩擦力和其他阻力，機械能向內能轉化是無法避免的，振動過程中機械能不斷減小使振動逐漸減弱直至最終停止。
這種振幅逐漸減小的振動叫阻尼振動。
阻尼振動的圖像如圖11－5－1所示。
(2)特點阻尼振動的振幅儘管在減小，但其振動週期(頻率)不變，它是由振動系統決定的。
振動系統確定後，其振動的週期(頻率)就不變，稱為固有週期(頻率)。
例如：用力敲鑼，由於鑼受到空氣的阻尼作用，振幅越來越小，鑼聲減弱，但音調不變。
2.受迫振動(1)受迫振動如果系統受到週期性外力的作用就可以利用外力對系統做功，補償系統因阻尼作用而損失的能量，使系統持續地振動下去，這樣的振動稱為受迫振動。
①驅動力：加在振動系統上的外力，叫做驅動力。
②物體做受迫振動時，振動穩定後的頻率等於的頻率，跟物體的無關。
(2)自由振動像彈簧振子和單擺那樣，物體偏離平衡位置後，它們就在自己的彈力或重力作用下振動起來，這種振動叫做自由振動。
①自由振動不受外界的驅動力作用。
②自由振動的週期(頻率)為系統的。
3.共振(1)共振受迫振動的物體其振動週期(或頻率)取決於驅動力的週期，並且當與物體的相等時，受迫振動的振幅最大，這種現象叫做共振。
(2)共振的條件：f驅＝f固即驅動力的頻率與物體的固有頻率相等。
、(3)共振曲線受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的圖線，叫做共振曲線，如圖所示。
【典型例題】一、阻尼振動【例1】一單擺做阻尼振動，則在振動過程中()A．振幅越來越小，週期也越來越小B．振幅越來越小，週期不變C．在振動過程中，通過某一位置時，機械能始終不變D．振動過程中，機械能不守恆，週期不變二、受迫振動【例2】關於受迫振動，以下說法中正確的是()A．是在一恒力作用下的振動B．振動頻率可能大於或小於系統的固有頻率C．振動頻率一定等於固有頻率D．振動頻率一定等於驅動力的頻率三|、共振【例3】如圖11－5－4所示，兩個品質分別為M和m的小球，懸掛在同一根水準細線上，當M在垂直水準細線的平面內擺動時，下列說法正確的是()A．兩擺的振動週期是相同的B．當兩擺的擺長相等時，m擺的振幅最大C．懸掛M的豎直細線長度變化時，m的振幅不變D．m擺的振幅可能超過M擺的振幅四、自由振動、受迫振動和共振的關係【例4】把一個篩子用四根彈簧支起來，在篩子上安裝一個電動偏輪，它每轉一周，給篩子一個驅動力，這樣就做成了一個共振篩，篩子做自由振動時，完成10次全振動用時15 s，在某電壓下，電動偏心輪轉速是36 r/min。
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《外力作用下的振动》教学设计
达到学以致用的目的。
水到渠成的学习的过程中，体验成功的愉
悦。
教学过程
教
学
环节教师活动学生活动
设计意
图
情境导入3分钟导入：
教师出示PPT并播放新闻视频：
引导学生通过观看“塔科马大桥垮
塌”的视频，引起学生探究现象背
后的秘密的欲望。
PPT出示本节课的学习目标
思考悲剧发生的原因
创设情
境，激
发学生
探究问
题的兴
趣
完成导学一、阻尼振动
【问题一】
1.什么是固有振动？
1.如果系统不受外力的作
用，此时的振动称为固有振
动。
学生阅
课本，
基本可
以完成
案的
自主学习部分5分钟2.什么是固有周期和固有频率？
【问题二】
1.什么是阻尼振动？
2.阻尼振动有什么样的特点？
3.阻尼振动的图像
4、阻尼振动过程中，振动快慢是
否有变化？
2.固有振动的频率（周期），
叫做系统的固有频率（固有
周期）。
系统振动过程中受到阻力
作用，系统克服阻力做功，
消耗机械能，因而振幅减
小，这种振动叫做阻尼振
动。
振动系统受到的阻尼越大，
振幅减小得越快，阻尼过大
时，系统将不能发生振动。
周期和频率不变。
实际的振动一定是阻尼振
动
自主学
习的任
务。
个别学
困生，
小组讨
论过程
也可以
组解决
5、实际的振动都是是阻尼振动吗？
创设情境2分钟思考：怎样才能使受阻力的振动的
物体的振幅不变，而一直振动下去
呢？
二、受迫振动
【问题三】
1.什么是驱动力？
2.什么是受迫振动？
用周期性的外力作用于振
动系统，通过外力对系统做
正功，补偿系统机械能的损
耗，使系统持续地振动下
去。
驱动力（又叫策动力）：
使系统持续振动下去的周
期性外力
物体在驱动力作用下的振
动
由学生
熟悉的
荡秋千
引入驱
动力和
受迫振
动的概
念，顺
理成章
实验二：
1、让其中一个摆球振动起来，你
观察到了什么现象？
2、其余的的摆球做什么运动？
3、所有摆球的振幅都一样吗？什
么样的振幅大？什么样的振幅
小？
4、小球做受迫振动的振幅大小与什么有关系？
4、实验过程中，所有小球的振动
周期（频率）都一样吗？
5、
实验三：转动手柄频率不同，弹簧振
子的振幅有时大有时小
其余的小球也跟着振动起
来
其余摆球都做受迫振动
不同小球振幅有大有小
摆长和驱动力的摆长接近
的振幅大，二者相差较多的
振幅小
有困
难，教
师可以
随堂指
导
分组实
验，可
以锻炼
学生动
手能
力，提
高观察
实验现
象，总
结实验
规律的
受迫振动的振幅和什么有关系？声音最大，频率不同时声音也变大，但是变化不如频率相同时明显
放大音量，同时也可以改善音色
振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关。
受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大,受迫振动的振幅越小。
归纳总结10分三、共振
1、什么叫共振现象？
驱动力频率等于系统
的固有频率时，受迫振
动的系统振幅最大，这
种现象叫做共振.
f驱= f固
引导学
生积极
讨论
防止时：f驱f固
当堂检测3分钟
例题1．两个弹簧振子，甲的
固有频率是100Hz，乙的固有频率
是400Hz，若它们均在频率是
300Hz的驱动力作用下做受迫振
动，则( )
A．甲的振幅较大，振动频率
是100Hz
B．乙的振幅较大，振动频率
是300Hz
C．甲的振幅较大，振动频率
是300Hz
D．乙的振幅较大，振动频率
是400Hz
例题2．研究单摆受迫振动规
律时得到如图所示图象，说确的是
( )
A．其纵坐标为位移
B．其纵坐标为振幅
C．单摆的固有周期为2 s
D．图象的峰值表示共振时的振
幅
驱动力频率和物体的固有
频率越接近，受迫振动的振
幅越大，两者相差越大,受迫
振动的振幅越小，所以乙的
振幅大
受迫振动的频率等于驱动
力的频率,跟物体的固有频
率无关。
所以甲乙的频率都
是300Hz，
正确答案：C
答案：BCD
各小组
口头展
示讨论
结果
例题3．有一根紧的水平绳上挂有5个双线摆，其中b摆摆球质量最大，另4个摆球质量相等，摆长关系为Lc>Lb＝Ld>La>Le，如图所示，现将b摆垂直纸面向里拉开一微小角度，放手后让其振动，经过一段时间，其余各摆均振动起来，达到稳定时( )
A．周期关系为Tc>Td>Ta>Te B．频率关系为fc＝fd＝fa＝fe C．摆幅关系为Ac＝Ad＝Aa＝Ac D．四个摆中，d的振幅最大，且Ae<Aa B球作为驱动力，a c d e 四个小球做受迫振动，其频率都等于驱动力的频率，因此答案B正确
d球的摆长和b球相等，因而振幅最大。
a c 的摆长都比b球的摆长小，且e的摆长比a还要小，因此e球的振幅小于a球的振幅，答案D正确
答案：BD
教学反思：
本节课知识容较简单，受迫振动实验较难操作，以往主要以讲授式为主，容易造成“填鸭”效果，所以本节课主要以学生实验为主，通过实验得出受迫振动的相关规律。
本节课首先通过“塔科马大桥垮塌”的新闻视频创设了物理情景，激发学生探究的欲望，通过亲自动手探究实验，让学生体验学习的过程，培养学生观察实验现象的能力，通过让学生自己思考、总结得出规律，培养学生的思维能力，通过运用规律解释各种共振现象，培养学生理论联系实际，学以致用，让学生体验成功的喜悦。
通过当堂检测，巩固课堂上所学到的知识。
本节课感触最深的是实验较难操作，实验稳定性不强，导致实验时间不好控制，讲课之前已经预留了4分钟的时间调整，实际操作发现学生动手实验占用了大量时间，另外，由各种共振现象中总结出受迫振动的规律对于学生来说有一定困难，学生很难一下子说出来，需要教师在课堂上逐步引导。
本节课设计的各个环节还可以继续改进和调整。
比如：实验三——声音的共鸣，可以直接以视频播放的形式展示给学生，有学生解释现象，这样就可以在实验探究缓解节省一定的时间。
还有，本节课的知识点比较简单，配合课前预习的导学案，可以节奏快一些。
再有，生活中的共振现象环节，学生能够说出的现象，配以视频或者图片展示，效果会更好。
学生不能说出的现象，也可以展示视频或者图片，有学生来解释现象。
当然，这都需要任课教师在课前做大量的准备工作。
总之，要想上好这节课，需要充分了解学生的情况，对于课上可能出现的各种情况，做好充分的准备，最好有较详细地预案。
这样在课堂上才能快速、及时
的处理各种“意外”，提高课堂效率。