受迫振动共振上课教案
人教版高中物理选修一《受迫振动-共振》教学教案(1)
6.受迫振动共振学习目标：1.[物理观念]知道什么是阻尼振动，什么叫驱动力，什么叫受迫振动． 2.[科学思维]能举出受迫振动的实例，知道受迫振动的频率由驱动力的频率决定． 3.[科学探究]知道什么是共振以及发生共振的条件．☆阅读本节教材第50页问题，并梳理必要知识点．教材第50页问题提示：手掌摩擦盆耳的频率等于盆的固有频率时，盆发生了共振现象，因此会溅起层层水花．一、振动中的能量损失1．固有振动如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫作固有振动，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)阻尼振动振幅随时间逐渐减小的振动．振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼振动的图像如图所示，振幅越来越小，最后停止振动．二、受迫振动、共振1．受迫振动(1)驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．(2)受迫振动：振动系统在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，其振动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率没有关系．2.共振(1)定义：当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值的现象．(2)条件：驱动力频率等于系统的固有频率．(3)特征：共振时受迫振动的振幅最大．(4)共振曲线：如图所示．表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系图像，图中f0为振动物体的固有频率．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)固有频率由系统本身决定．(√)(2)阻尼振动的频率不断减小．(×)(3)阻尼振动的振幅不断减小．(√)(4)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率．(×)(5)驱动力频率越大，振幅越大．(×)2．(多选)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．通过某一位置时，机械能减小D．机械能不守恒，周期不变E．机械能守恒，频率不变BCD[单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故选项B、C、D对，A、E错．]3．(多选)下列振动，不属于受迫振动的是()A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动B．打点计时器接通电源后，振针的振动C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动E．共振筛的振动ACD[受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动，故A、C、D都是自由振动，B、E是受迫振动．]振动中的能量损失情景设置：探究问题：(1)周期性的驱动力会使振子如何振动？(2)撤掉外力后，振子的振动发生怎样的变化？提示：(1)使振子周期性振动．(2)撤去外力后，振子在振动过程中由于克服阻力做功，振动强度逐渐减弱，振幅越来越小．1．固有振动和固有频率如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为固有频率．系统的固有频率由系统本身的特征决定，与振幅大小无关．2．阻尼振动(1)定义：振幅逐渐减小的振动，叫作阻尼振动．(2)原因：当振动系统受到阻力的作用时，即振动受到了阻尼时，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．其振动图像如图所示．3．对阻尼振动的理解(1)同一简谐运动能量的大小由振幅大小确定．(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，并不会随振幅的减小而变化．如用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变．(4)阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小，可以把它当成简谐运动来处理．4．无阻尼振动(等幅振动)如果振动物体从外界取得能量，恰好能补偿能量损失，这时它的振幅将保持不变，称为无阻尼振动．【例1】(多选)一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是() A．单摆的机械能逐渐转化为其他形式的能B．单摆后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C．单摆振幅减小，频率也随着减小D．单摆振幅虽然减小，但其频率不变AD[单摆做阻尼振动，因不断克服空气阻力做功使机械能转化为其他形式的能，但是在振动过程中，动能和势能仍不断相互转化，单摆在从最大位移处向平衡位置运动的过程中，后一时刻的动能大于前一时刻的动能，故选项A正确，选项B错误；做阻尼振动的物体，频率由系统的特征决定，与振幅无关，所以其频率不变，选项C错误，选项D正确．]理解阻尼振动要从两个方面入手：一是从振动能量上来讲，由于阻力做负功，振动物体的机械能逐渐减小，振幅逐渐变小，但由于振动中动能与势能相互转化，不能说下一时刻的动能(或势能)变小；二是从振动周期、频率上看，周期与频率由振动系统本身决定，阻尼振动中周期、频率不变.[跟进训练]1．(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是()A．摆球在M时刻的动能等于N时刻的动能B．摆球在M时刻的势能等于N时刻的势能C．摆球在M时刻的机械能等于N时刻的机械能D．摆球在M时刻的机械能大于N时刻的机械能BD[单摆做阻尼振动，因此摆球机械能不断减少，选项D正确，C错误；由题图又看出M、N两时刻单摆的位移相同，即在同一位置，摆球势能相同，选项B正确；因摆球机械能越来越小，所以摆球在N时刻动能比M时刻动能小，选项A错误．]受迫振动和共振教材第51页图2.6－2，“做一做”答案提示：钩码做受迫振动的频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关．图2.6－3“做一做”答案提示：稳定后A、D、G三摆振幅相同且最大，C摆、E 摆振幅最小．情景设置：和尚的心病唐朝洛阳有个和尚喜欢弹拨乐器——磬，奇怪的是，静静的磬经常自鸣自响，无缘无故地发出嗡嗡的声音，磬无故而鸣，使和尚大为惊奇，渐渐由惊而疑，由疑而怯，以为是妖孽作怪，结果忧虑成疾，病倒在床．一天，和尚向前来探望他的朋友诉说了内心的忧虑，正在说话时，寺院里的钟声响了，说来奇怪，磬也发出了嗡嗡的响声．和尚的朋友明白了原因，悄悄用钢锉在磬上锉了几处，从此之后，磬再也不会无故发声了．和尚以为妖怪已被赶走，心事顿消，病也不治而愈．问题：磬为什么会不敲自鸣呢？提示：这是共振引起的一种现象．磬的频率偶然地和钟的频率一样，因此每当钟响时，磬也因共振而发出嗡嗡之声．1．受迫振动系统在驱动力作用下的振动，叫作受迫振动．如收音机喇叭纸盆的振动、钟表的摆动、洗衣机工作时机壳的振动等都是受迫振动．2．受迫振动的周期和频率系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于周期性驱动力的频率，跟系统的固有频率无关．3．共振振动系统做受迫振动时，驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫作共振．注意：固有频率是振动系统不受外力作用时的振动频率．4．发生共振的条件驱动力的频率与系统的固有频率相等，即f＝f0.驱5．共振曲线如图所示，共振曲线的横坐标为驱动力的频率f.纵坐标为做受迫振动系统的振幅A.共振曲线直观地反映出驱动力的频率对受迫振动系统振幅的影响，由共振曲线可知，当驱动力的频率与系统的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大．6．对共振条件的理解(1)从受力角度来看：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，当驱动力的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，从而振幅达到最大．(2)从功能关系来看：当驱动力的频率越接近物体的固有频率时，驱动力对物体做正功越多，振幅就越大．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，驱动力始终对物体做正功，从而振幅达到最大．【例2】(多选)如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，摆球质量均相同，其中A、E摆长均为l，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则稳定后()A．其他各摆振动周期跟A摆相同B．其他各摆振动的振幅大小相等C．其他各摆振动的振幅大小不同，E摆的振幅最大D．B、C、D三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小思路点拨：解答本题关键把握两点：(1)5个单摆中，由A摆摆动从而带动其它4个单摆做受迫振动，则受迫振动的频率等于A摆摆动的频率．(2)做受迫振动的单摆的固有频率等于驱动力的频率时出现共振、振幅最大．ACD[A摆振动后迫使水平绳振动，水平绳又迫使B、C、D、E四摆做受迫振动，由于物体做受迫振动的周期总是等于驱动力的周期，因此B、C、D、E四摆的周期跟A摆相同．驱动力的频率等于A摆的固有频率f A＝1T A＝12πgl，其余四摆的固有频率与驱动力的频率关系：f B＝12πg0.5l≈1.41f A，f C＝12πg1.5l≈0.82f A，f D＝12πg2l≈0.71f A，f E＝12πgl＝f A.可见只有E摆的固有频率与驱动力的频率相等，它发生共振现象，其振幅最大，B、C、D三个摆均不发生共振，振幅各异，其中B摆的固有频率与驱动力的频率相差最大，所以它的振幅最小．]受迫振动与共振的关系受迫振动的周期和频率总等于驱动力的周期和频率，但驱动力的频率越接近物体的固有频率，振动的振幅越大，相等时振幅最大．在处理实际问题时要分清振动的类别，注意区分固有频率、受迫振动的频率和驱动力的频率．[跟进训练]训练角度1受迫振动2．(多选)如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动．已知A、B、F三摆的摆长相同，则下列判断正确的是()A．7个摆的固有频率都相同B．振动稳定后7个摆的振动频率都相同C．B、F摆的摆长与A摆相同，它们的振幅最大D．除A摆外，D、E摆离A摆最近，它们的振幅最大BC[7个摆的摆长不完全相同，固有频率不完全相同，选项A错误；A摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，选项B正确；B、F摆的摆长与A摆相同，发生共振，振幅最大，选项C正确，D错误．] 训练角度2共振现象3．(多选)如图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是()A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比lⅠ∶lⅡ＝25∶4 C．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 mD．若摆长均为1 m，则图线Ⅰ是在地面上完成的ABC[受迫振动的频率与固有频率无关，但当驱动力的频率与物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，所以，可以根据物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率．根据单摆振动周期公式T＝2πlg，可以得到单摆固有频率为f＝1T＝12πgl，根据图像中f的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况．图像中振幅最大处对应频率应与该单摆的固有频率相等，从图像上可以看出，固有频率fⅠ＝0.2 Hz，fⅡ＝0.5 Hz.当单摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f ＝1T＝12πgl可知，g越大，f也越大，所以gⅡ＞gⅠ，又因为g地＞g月，可以推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，所以A正确；若两次受迫振动在地球上同一地点进行，g相同，摆长长的f小，且有fⅠfⅡ＝0.20.5＝lⅡlⅠ.所以lⅠ∶lⅡ＝25∶4，B正确；由地面上的受迫振动共振图线，可知fⅡ＝12πglⅡ＝0.5 Hz，g＝9.8 m/s2，可以计算出lⅡ＝1 m，所以C正确，D错误．]简谐运动、阻尼振动、受迫振动及共振的比较比较项目振动类型简谐运动阻尼振动受迫振动共振受力情况不受阻力作用受到阻力作用受阻力和驱动力作用受阻力和驱动力作用，且T驱＝T固振幅振幅不变振幅会越来越小稳定后振幅不变振幅最大振动周期或频率由振动系统本身决定，即固有周期或固有频率由振动系统本身决定，即固有周期或固有频率由驱动力周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱T驱＝T固或f驱＝f固振动图像形状不确定形状不确定振动能量振动物体的机械能不变振动物体的机械能减少由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大实例弹簧振子的振动用锤敲锣，发出响亮的锣声，但锣声越来越弱，钟摆的摆动共振筛、共振转速计等锣面的振幅越来越小，但音调不变【例3】 如图所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时摆球的最大速度和摆球振动的最大加速度各为多少？(g 取10 m/s 2，π2＝10)思路点拨：共振时，振幅最大，此时驱动力的频率等于固有频率． [解析] 由共振曲线可知，单摆的固有频率f ＝0.5 Hz ，因为f ＝12πgl ，所以l ＝g4π2f 2，代入数据解得l ＝1 m. 由共振曲线可知，单摆发生共振时，振幅为A max ＝8 cm.设单摆的最大偏角为θ，摆球所能达到的最大高度为h ，由机械能守恒定律得12m v 2max ＝mgh ，又h ＝l (1－cos θ)，当θ很小时，1－cos θ＝2sin 2θ2＝A 2max2l2，解得v max ＝A max l gl ＝0.25 m/s. 摆球在最大位移处加速度最大，有mg sin θ＝ma max ，即a max ＝g sin θ＝g A maxl ，代入数据解得a max ＝0.8 m/s 2.[答案] 1 m 8 cm 0.25 m/s 0.8 m/s 2 [跟进训练]4．物体做受迫振动，驱动力的频率小于物体的固有频率，则当驱动力的频率逐渐增大的过程中，物体的振幅将( )A ．增大B ．减小C ．先增大后减小D ．先减小后增大C [当驱动力的频率f 等于物体的固有频率f 0时，系统发生共振，振幅最大，当f ＜f 0时，随f 的增大，振幅增大，当f ＞f 0时，随f 的增大，振幅减小，如图所示．由于驱动力的频率小于物体的固有频率，因此当驱动力的频率增大时，物体的振幅先增大后减小．选项C正确．]1．物理观念：阻尼振动、受迫振动、共振、驱动力．2．科学思维：利用共振曲线理解共振．3．科学探究：利用弹簧振子探究共振的条件．1．(多选)单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小，这是因为()A．单摆做的是阻尼振动B．能量正在逐渐消灭C．动能正在转化为势能D．总能量守恒，减少的机械能转化为内能AD[能量不能被消灭，只能发生转化或转移，故B错误；单摆在运动中由于受到空气阻力，要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，转化为内能，由能量守恒定律可知，总能量是守恒的，故C错误，A、D正确．]2．(多选)如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是()A．只有A、C摆振动周期相等B．A摆的振幅比B摆的小C．B摆的振幅比C摆的小D．B、C两摆振动时的振幅与其摆长有关，而周期与摆长无关CD[当单摆A振动起来后，单摆B与C做受迫振动，做受迫振动的物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，选项A错误；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项B错误，选项C、D正确．]3．(多选)一台洗衣机的脱水桶正常工作时非常平衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法中正确的是() A．正常工作时洗衣机做的是受迫振动B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率ABD[切断电源后，脱水桶的转速越来越小，即脱水桶的运转频率越来越小，由题意可知，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常稳定，即正常工作时的频率大于洗衣机的固有频率，A、B选项正确，C选项错误；当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，即脱水桶运转频率等于洗衣机的固有频率，D选项正确．]4．(多选)如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz 的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是()A．甲的振幅较大B．甲的振动频率为9 HzC．乙的振幅较大D．乙的振动频率为9 HzABD[根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，又因为做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以选项A、B、D正确．]5．[思维拓展]如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T 形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中．当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为3 Hz.现使圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．问题：小球稳定后它振动的频率是多少？[解析]当圆盘转动时，通过小圆柱带动T形支架上下振动，T形支架又通过弹簧给小球一周期性的作用力使其做受迫振动，所以小球振动的频率应等于驱动力的频率，即T形支架的振动频率，而T形支架的频率又等于圆盘转动的频率，故小球振动的频率f＝1T＝14Hz＝0.25 Hz.[答案]0.25 Hz。
受迫振动、共振教案
受迫振动及共振一、教学目标：1、知道什么是受迫振动，明白受迫振动的频率等于驱动力的频率。
2、掌握什么是共振以及发生共振的条件。
3、通过受迫振动的实例介绍，提高联系实际问题的能力4、了解共振的应用和防止的实例，提高联系和解决实际问题的能力。
二、教学重点、难点分析：1、重点：受迫振动的概念；共振的概念及产生共振的条件。
2、难点：受迫振动的频率由驱动力的频率决定；当f驱=f固时，物体受迫振动的振幅最大。
3、解决方法：通过演示实验，引导学生观察、分析，将学生思维逐步引向共振发生的原因，从而帮助学生克服并理解本课的重难点。
三、教学方法：实验观察、讲授、ppt、板书四、教学过程：(一)提问引入新课：（3分钟）问：上节课我们学习了阻尼振动，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？引导学生答出，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。
指出：这种振幅不变的振动叫无阻尼振动。
问：无阻尼振动是否是无阻力振动？引导学生认识到无阻尼和无阻力有不同的含义。
举几个无阻尼振动的例子，例如电铃响的时候，铃锤是做无阻尼振动。
电磁打点计时器工作时，打点针是做无阻尼振动。
挂钟的摆是做无阻尼振动。
无阻尼振动的共同特点是：工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。
（二）新课教学：一、受迫振动：（10分钟）物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。
这种周期性的外力叫驱动力。
（强调：周期性）再让学生举几个受迫振动的例子：例如扬声器纸盆的运动，电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。
问：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ppt演示。
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。
二、共振：（5分钟）演示摆的共振(装置如图4)--视频播放来实验。
1.4受迫振动与共振-沪科教版选修3-4教案
1.4 受迫振动与共振-沪科教版选修3-4教案一、教学目标1.了解受迫振动的基本概念和特点；2.熟悉受迫振动的运动方程和解法；3.了解什么是共振现象以及其产生的原因；4.掌握共振现象的基本特点和影响因素。
二、教学重难点1.受迫振动的运动方程和解法；2.共振现象的特征和影响因素；3.共振现象对实际生活中的影响。
三、教学过程1. 受迫振动的基本概念和特点•引入：回顾简谐振动的概念，简述简谐振动的特点；•定义：引入受迫振动的概念，讲解受迫振动的定义和特点；•示例：演示受迫振动的模型，让学生理解受迫振动的本质；•运动方程：引入受迫振动的运动方程，解释其物理意义。
2. 受迫振动的运动方程和解法•模型分析：通过典型的例子，引导学生对受迫振动的模型进行分析；•转化：将复杂的受迫振动转化为简谐振动问题；•解法：介绍受迫振动求解的方法，包括用欧拉公式，用共轭法和用特解法；•实践：通过练习题，让学生掌握受迫振动的解法。
3. 共振现象的特征和影响因素•引入：补充学生对共振现象的已知识，让其体会共振现象的重要性；•定义：介绍共振现象的定义和特征，包括振幅增大、能量转移和频率匹配等；•原因：分析产生共振现象的物理原因，包括自然频率和外力频率的匹配；•影响：讲解共振现象对物体的影响、防止措施、利用共振现象的应用。
四、教学反思本节课主要讲解了受迫振动和共振现象，重点在于让学生掌握受迫振动的运动方程和解法，以及共振现象的特征和影响因素。
在教学过程中，采用了多种教学方法，如讲解、演示、练习等，以增强学生的学习体验和吸引他们的注意力。
在教学实践中，我们应该注意以下几点：1.教师要精通相关知识，充分掌握讲义和教案，以便讲解更为生动和易懂；2.学生要积极参与，认真听讲和思考，尤其是对于重点难点内容；3.课堂形式要灵活多样，如小组讨论、课堂互动等，以真正达到教学目的。
受迫振动共振教案
受迫振动共振教案受迫振动共振教案一、教学目标1.知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率.2.知道什么是共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止的实例.二、教学重点、难点分析1．理解受迫振动的频率等于驱动力的频率。
2．掌握共振的条件及其应用。
三、教具：受迫振动演示器，共振演示器，两个频率相等的音叉四、教学方法：验观察、讲授五、教学过程（－）引入新课上节课讲了阻尼振动，在外力使弹簧振子的小球和单摆的摆球偏离平衡位置后，它们就在系统内部的弹力或重力作用下振动起来，不再需要外力的推动，这种振动叫做自由振动，由于阻力不可避免，这样的振动最终都会停下来。
那么我们有无使它们振幅不减小的办法呢？（提问）那就是给系统不断补充能量，即给系统一个周期性的外力，使该外力对系统做功来不断补充系统所损失的能量，使其不断振动下去，这种振动叫受迫振动，这就是本节课我们要研究的内容。
【板书】七受迫振动共振（二）进行新课【演示1】受迫振动：课本图9－29所示装置中弹簧下面悬挂着重物，放手后让它振动，由于阻尼作用，重物很快停止振动，如果不断地转动摇把，即用周期性的外力作用于振动的物体，重物就会不断地振动，这就是受迫振动。
【板书】1、受迫振动（1）驱动力：维持受迫振动的周期性外力叫做驱动力。
（2）受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动叫做受迫振动。
提问：“请同学们举出你所知道的受迫振动的例子。
”学生举例：跳水运动员在跳板上行走时跳板所发生的振动；机器工作时机器底座所发生的振动，都是由于受到外界驱动力作用下所做的受迫振动。
那么做受迫振动的物体在振动时的频率由什么决定呢？请同学们进一步观察实验。
（以日常生活中的实例激发学生的学习兴趣，【演示2】受迫振动把重物提到某一高度，放手后让它做自由振动，记住它的振动频率（或周期），这个频率是系统的固有频率，然后以各种不同速度转动摇把，振子做受迫振动的周期也随之改变，转速大，振子振动的频率也随之增大，由此得出结论。
人教版高中物理选择性必修第一册《受迫振动共振》教案及教学反思
人教版高中物理选择性必修第一册《受迫振动共振》教案及教学反思一、教学目标1.知识与能力目标1.了解受迫振动、共振的概念；2.掌握共振频率的计算方法；3.能够分析共振的原理、机制及现象；4.培养学生运用物理原理解决实际问题的能力。
2.过程与方法目标1.能够引导学生自主探究、合作学习；2.能够利用图像分析法、实验模拟、问题导向等多种教学方法，培养学生的自学能力和创新能力；3.能够运用多种评价方式，全面评价学生的认识水平和能力水平。
二、教学内容1.受迫振动概念受迫振动指周期性外力作用下，物体在其自由振动的基础上进行的振动。
其周期为外力的周期，振幅由自由振动的振幅和外力的强弱决定。
2.共振现象当外力的周期与物体的自由振动周期相同，外力对物体的影响将得到最大化的体现，这种现象称为共振现象。
3.共振频率的计算方法共振频率计算公式为f = nf0，其中f是共振频率，f0是物体自由振动的固有频率，n为正整数。
4.共振的原理、机制及现象共振的原理是外力的周期与物体的自由振动周期相等。
其机制是外力对物体进行周期性加力使其振幅逐渐增大，直到达到最大振幅。
共振现象在很多领域都有广泛的应用，如振荡器、电磁波共振、共振吸收等。
三、教学方法1.合作探究法引导学生自主思考，自主探究，体验物理现象，拓宽知识面。
2.实验教学法通过实验，让学生切身感受受迫振动、共振的原理和现象。
同时，能够培养学生的观察能力、操作能力和实验设计能力。
3.图像分析法通过图像的分析计算，让学生了解共振频率的计算方法和共振现象的形成。
四、教学反思在授课过程中，我采用了多种教学方法，如合作探究法、实验教学法和图像分析法等，通过多种渠道讲解和体验，让学生深刻理解了受迫振动、共振的概念、原理、机制和现象。
同时，还培养了学生合作分析、实验设计等能力。
然而，教学过程中也存在不足之处。
首先，教学时间较紧，课堂内容较多，学生容易出现分散注意力的情况，影响了一些学生的学习效果。
(教案)受迫振动 共振人教版高中选择性必修 第一册
受迫振动共振【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是阻尼振动,阻尼振动的图像的特点。
2．知道什么是受迫振动,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。
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、过程与方法1．设置问题启发学生的思考,让学生掌握解决问题的思维方法。
2．探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
3．经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。
三、情感态度与价值观1．通过受迫振动的实验,培养学生的科学探究的兴趣。
2．通过探究实验培养合作精神和积极参与的意识。
3．体会自然现象背后的奇妙规律,培养求知欲极学以致用的精神。
【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】一、新课导入教师引导学生通过观看“塔科马大桥垮塌”和歌手唱歌震碎玻璃杯视频,引起学生探究现象背后的秘密的欲望。
秘密需要我们用所学的知识来揭开,我们已经学过简谐振动的两种模型。
二、新课教学做简谐运动的物体受到的回复力,是振动系统内部的相互作用力。
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。
我们知道系统的固有频率由系统本身的特征决定,与振幅的大小无关。
简谐振动是理想化的运动,不考虑阻力,机械能守恒。
但实际上所有的振动都会受到阻力,我们荡秋千时会发生什么现象?演示实验:水平弹簧振子做振幅逐渐减小的振动。
师:这种由于能量的损失导致的振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。
（一）阻尼振动1．振幅随时间逐渐减小的振动叫阻尼振动。
同学们能不能参照用砂摆作简谐振动图像的实验,画出阻尼振动的振动图像?2．阻尼振动的x-t图象我们用传感器做出弹簧振子的阻尼振动图像,请与自己的图像比较并总结图像特点:根据图象我们可以看出阻尼振动的特点是什么?阻尼振动特点:①振幅减小,表示机械能减小；②最终会停止振动。
《主题四 第二节 受迫振动 共振》教学设计教学反思
《受迫振动共振》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解受迫振动的基本概念和共振现象。
2. 掌握共振的性质和影响因素。
3. 能够应用共振原理解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点：受迫振动的基本概念，共振现象的观察和实验。
2. 教学难点：理解共振的性质和影响因素，应用共振原理解决实际问题。
三、教学准备1. 准备教学用具：受迫振动演示器、共振实验器材、黑板、白板、笔。
2. 准备教材和参考书籍：包括《中职物理教程》、《共振现象及其应用》等。
3. 安排实验时间，进行实验前讲解和指导。
4. 制作PPT课件，用于辅助教学。
四、教学过程：1. 引入课题（1）让学生回忆共振现象在生活中的应用，如钟摆、乐器等。
（2）介绍受迫振动和共振的概念，并解释其原理。
（3）通过图片或视频展示受迫振动和共振的现象，让学生直观感受。
2. 实验探究（1）进行单摆受迫振动实验，观察单摆的振动特性，探究共振条件。
（2）进行共振危害实验，让学生了解共振的危害及其预防措施。
（3）让学生自己动手进行受迫振动实验，加深对概念的理解。
3. 课堂讨论（1）让学生讨论生活中常见的受迫振动和共振现象，并分析其原理。
（2）引导学生思考如何利用共振原理提高机械效率、增强机械的稳定性等实际问题。
4. 总结与延伸（1）总结本节课的主要内容，强调共振现象的原理及应用。
（2）鼓励学生继续探究受迫振动和共振的其它应用，并延伸到其他物理领域。
（3）布置相关作业，要求学生进一步探究受迫振动和共振现象。
通过对受迫振动和共振现象的探究，可以使学生更好地理解振动的基本原理，同时也能培养他们的实验技能和科学探究能力。
可以布置一些实验任务，例如设计实验方案，进行受迫振动和共振的实验操作，记录实验数据，分析实验结果等。
通过这样的探究活动，学生不仅可以更深入地理解振动的基本原理，还可以培养他们的实验技能和科学探究能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
此外，还可以引导学生思考受迫振动和共振现象在日常生活中的应用，如乐器演奏、建筑结构、交通工具等领域的振动问题。
6受迫振动共振-人教版高中物理选择性必修第一册(2019版)教案
6 受迫振动共振-人教版高中物理选择性必修第一册（2019版）教案一、教学目标1.掌握受迫振动的概念和特征。
2.理解共振的概念和产生条件。
3.能够利用共振原理分析和解决与实际生活和工作相关的问题。
4.培养学生的动手实践和创新思维能力。
二、教学内容1.受迫振动的概念和特征。
–什么是受迫振动及其特征。
–受迫振动的周期和频率。
–受迫振动的相位差。
2.共振的概念和产生条件。
–什么是共振及其特征。
–共振的产生条件。
–共振的危害和防范措施。
3.共振原理的应用。
–共振放大器。
–共振天线。
–共振吸波器。
–共振匹配器。
三、教学重点与难点重点1.探究受迫振动的产生机理和特征。
2.分析共振现象的产生条件和危害。
难点1.理解共振原理并能够应用于实际问题。
四、教学方法1.课堂讲授2.实验演示3.讨论研究五、教学步骤步骤1：导入通过对现象的观察和思考，引出受迫振动的概念和产生条件，使学生主动思考和参与课堂。
步骤2：讲授1.受迫振动的概念和特征–受迫振动的定义–受迫振动的周期和频率–受迫振动的相位差2.共振的概念和产生条件–共振的定义–共振模型的概述–共振的影响因素–共振的产生条件–共振的危害和防范措施3.共振原理的应用–共振放大器–共振天线–共振吸波器–共振匹配器步骤3：实验演示进行相关实验演示，加深理解和掌握。
步骤4：讲评对学生的实验结果进行讲评，提高学生的实验分析能力和实验创新能力，培养学生的实践动手能力。
步骤5：讨论开展学生讨论，要求学生结合自己的生活和学习实际，分析共振现象并给出建议。
步骤6：总结对本节课所学知识进行总结，重点概括受迫振动和共振的概念和特征，以及共振原理的应用。
六、教学评估方法1.课堂测试2.课后作业3.实验报告七、教学资源•人教版高中物理选择性必修第一册（2019版）•实验器材：共振模型八、教学安排教学时间：两课时九、教学反思本节课主要通过讲解、实验和讨论等多种形式，加深学生对受迫振动和共振现象的认识和理解，并能将其应用到实际问题中解决问题。
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七受迫振动共振【教学目标】1、知识目标(1)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；(2)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；(3)知道什么是共振以及发生共振的条件；(4)知道共振的应用和防止的实例。
2、能力目标(1)通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生联系实际，提高观察和分析能力；(2)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、德育目标(1)通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的观点；(2)通过共振产生条件的教学，认识因和外因的关系。
【教学重点】(1)受迫振动概念的建立；(2)什么是共振及产生共振的条件。
【教学难点】(1)物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关；(2)当f＝f＇时，物体做受迫振动的振幅最大。
【教学方法】实验演示、总结归纳与多媒体教学相结合【教具准备】受迫振动演示仪、共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、橡皮槌、CAI课件【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动完全停止，这类振动叫阻尼振动。
物体之所以做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给振动系统补充能量，物体的振动情形又如何呢?本节课我们来学习这一问题。
二、新课教学1、受迫振动演示：用如图所示的实验装置，向下拉一下振子，观察它的振动情况。
现象：振子做的是阻尼振动，振动一段时间后停止振动。
演示：请一位同学匀速转动把手，观察振动物体的振动情况。
现象：现在振子能够持续地振动下去。
分析：使振子能够持续振动下去的原因，是把手给了振动系统一个周期性的外力的作用，外力结系统做功，补偿系统的能量损耗。
(1)驱动力：使系统持续地振动下去的外力，叫驱动力。
(2)受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。
要想使物体能持续地振动下去，必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用。
受迫振动实例：发动机正在运转时汽车本身的振动；正在发声的扬声器纸盒的振动；飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动；我们听到声音时耳膜的振动等。
(多媒体展示几个受迫振动的实例)①电磁打点计时器的振针；②工作时缝纫机的振针；③扬声器的纸盒；④跳水比赛时，人在跳板上走过时，跳板的振动；⑤机器底座在机器运转时发生的振动。
(3)受迫振动的特点做简谐运动的弹簧振子和单摆在振动时，按振动系统的固有周期和固有频率振动。
通过刚才的学习，我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动；那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、系统的固有频率之间有什么关系呢?演示：用前面的装置实验。
用不同的转速匀速地转动把手，观察振子的振动快慢情况。
现象：当把手转速小时，振子振动较慢；当把手转速大时，振子振动较快。
物体做受迫振动时，振动物体振动的快慢随驱动力的周期而变化。
总结：①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率；②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系。
2、共振(1)共振摆实验受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，但是如果驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时又会发生什么现象呢?演示：(共振演示仪)在一根紧的绳上挂了几个摆，其中A 、B 、C 的摆长相等。
先让A 摆摆动，观察在摆动稳定后的现象。
现象：A 摆动起来后，B 、C 、D 、E 也随之摆动，但是它们摆动的振幅不同，A 、B 、C 摆动的振幅差不多，而D 摆动的振幅最小。
分析：A 、B 、C 摆长相同，据L T 2g 和1f T得到，A 、B 、C 三摆的固有频率相同。
D 摆的摆长与A 摆相差最多，两者的固有频率相差最大。
A 摆振动后通过紧的绳子给其它各摆施加驱动力，使B 、C 、D 、E 各摆做受迫振动，它们振动的频率都等于A 摆的固有频率。
结论：驱动力的频率f 等于振动物体的固有频率f ′时，振幅最大；驱动力的频率f 跟固有频率f ′相差越大，振幅越小。
(2)共振驱动力频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
(3)发生共振的条件驱动力频率与物体的固有频率相等或接近。
(4)共振曲线通过上述实验我们知道，受迫振动的振幅A 与驱动力的频率f 及振动物体的固有频率f ＇之间的关系有关，它们之间的这种关系可用图象来表示，这个图象叫共振曲线，如下图：纵轴：表示受迫振动的振幅。
横轴：表示驱动力的频率。
特点：当驱动力频率等于物体固有频率时，物体振动的振幅最大；驱动力频率与固有频率相差越大，物体的振幅越小。
3、声音的共鸣A B C D E演示：两个频率相同的带有共鸣箱的音叉，放在实验台上。
先用小槌打击音叉A的叉股，使它发声，过一会儿，用手按住音叉A的叉股，使A停止发声，观察发生的现象。
现象：可以听到没被敲打的音叉B发出了声音。
演示：在其中的一只音叉的叉股上套上一个套管，重新做上面的实验，观察发生的现象。
现象：音叉B下再发出声音了。
分析：音叉A的叉股被敲时发生振动，在空气中激起声波，声波传到音叉B，给音叉B 以周期性的驱动力。
第一次实验时，A、B的固有频率相同，符合产生共振的条件，于是B 的振幅最大，就可以听到B发出的声音；第二次实验时，由于给B的音叉套上了套管，使A、B的固有频率不再相同，此时B不能产生共振，发出的声音很小，甚至听不到。
声音的共振现象叫共鸣。
共鸣箱所起的作用是使音叉的声音加强。
4、共振的应用和防止(1)利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率共振现象有许多应用。
把一些不同长度的钢片装在同一个支架上，可用来制成测量发动机转速的转速计。
使转速计与开动着的机器紧密接触，机器的振动引起转速计的轻微振动，这时固有频率与机器转速一致的那个钢片发生共振，有显著的振幅。
从刻度上读出这个钢片的固有频率，就可以知道机器的转速。
共振筛是利用共振现象制成的。
把筛子用四根弹簧支起来，在筛架上安装一个偏心轮，就成了共振筛。
偏心轮在发动机的带动下发生转动时，适当调节偏心轮的转速，可以使筛子受到的驱动力的频率接近筛子的固有频率，这时筛子发生共振，有显著的振幅，提高了筛除杂物的效率。
实例：共振筛、音箱、小提琴与二胡等乐器设置共鸣箱、建筑工地上浇铸混凝土时使用的振捣器、跳水运动员做起跳动作的“颠板”过程等。
(2)防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好在某些情况下，共振也可能造成损害。
军队或火车过桥时，整齐的步伐或车轮对铁轨接头处的撞击会对桥梁产生周期性的驱动力，如果驱动力的频率接近桥梁的固有频率，就可能使桥梁的振幅显著增大，以致使桥梁发生断裂．因此，部队过桥要用便步，以免产生周期性的驱动力．火车过桥要慢开，使驱动力的频率远小于桥梁的固有频率。
轮船航行时，如果所受波浪冲击力的频率接近轮船左右摇摆的固有频率，可能使轮船倾覆。
这时可以改变轮船的航向和速度，使波浪冲击力的频率远离轮船摇摆的固有频率。
机器运转时，零部件的运动（如活塞的运动、轮的转动）会产生周期性的驱动力，如果驱动力的频率接近机器本身或支持物的固有频率，就会发生共振，使机器或支持物受到损坏．这时要采取措施，如调节机器的转速，使驱动力的频率与机器或支持物的固有频率不一致。
同样，厂房建筑物的固有频率也不能处在机器所能引起的振动频率围之。
实例：火车过桥时要放慢速度、军队过桥时用便步行走、轮船航行时要看波浪的打击方向而改变轮船的航向和速度、机器运转时为了防止共振要调节转速等。
总之，在需要利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；在需要防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好。
巩固训练①火车在铁轨上匀速行驶，每根铁轨长12.5cm，某旅客在小桌上放了一杯水，杯中水晃动的固有频率是2Hz ，当火车行驶速度是多少km/h 时，杯中水的晃动最厉害?(参考答案：90km/h)②家用洗衣机的甩干机关闭后转速逐渐减小为零的过程中，会发现有一小段时间洗衣机抖动得最厉害。
这一现象应如何解释?(参考答案：洗衣机的固有频率f ０小于甩干机的正常转速n ，关机后，驱动力频率即甩干机转速由n 减为0的过程中总有某一时刻等于f ０，于是发生共振，使洗衣机抖动最厉害)③一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，测得其振动的固有频率为300Hz ，将它放在两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的频率，能使酒杯碎掉，这是______现象，这时音箱所发出声音的频率为______Hz ．(参考答案：共振；300)④如图所示，两个质量分别为M 和m 的小球悬挂在同一根细绳上，先让M 摆动，经一段时间系统达到稳定后，下面说法中正确的是( ABCD )A ．无论M 和m 的大小关系如何，m 和M 的周期都相等B ．无论m 和M 的关系如何，当两个摆的摆长相等时，m 摆的振幅最大C ．悬挂M 的细绳长度变化时，m 摆的振幅也发生变化D ．当两个摆长相等时，m 摆的振幅可以超过M 摆的振幅⑤A 、B 两弹簧振子，A 固有频率为f ，B 固有频率为4f ，若它们均在频率为3f 的驱动力作用下做受迫振动，则( B )A ．A 的振幅较大，振动频率为fB ．B 的振幅较大，振动频率为3fC ．A 的振幅较大，振动频率为3fD ．B 的振幅较大，振动频率为4f ⑥某振动系统的固有频率f 1，该振动系统在频率为f 2的驱动力作用下做受迫振动，系统的振动频率为( B )A ．f 1B ．f 2C ．f 1+f 2D ．(f １+f 2)/2⑦下列说法中正确的是( ACD )A ．实际的自由振动必然是阻尼振动B ．在外力作用下的振动是受迫振动C ．阻尼振动的振幅越来越小D ．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关⑧如图为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少?共振时单摆的振幅多大?共振时摆球的最大加速度和最大速度大小各为多少? (参考答案：摆长：L ＝1m ；共振时的振幅为A ＝8 cm ；共振时的最大加速度为0.08m/s 2，O f/Hz 0.5 A/cm8最大速度为0.28 m/s)三、小结1．物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。
受迫振动的频率取决于驱动力的频率；2．共振是受迫振动的特殊情况，当驱动力的频率接近或等于物体固有频率时，受迫振动振幅最大的现象，叫做共振。
3．共振在实际中的应用，往往是利用共振振幅大的特点，但有时也要防止发生共振，避免产生有害后果。
四、作业P40练习七1、2做一做《共振》【板书设计】七受迫振动共振1、受迫振动(1)驱动力：使系统持续地振动下去的外力，叫驱动力。
(2)受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。
(3)受迫振动的特点①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率；②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系。