选修3-4《5外力作用下的振动》精品优质课教案设计

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（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。

教学教具：摆的共振演示器。

教学过程：

第五节 外力作用下的振动

（一）复习提问

回顾上一节单摆的内容。

演示摆的振动以及讲述弹簧振子的振动。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。

（二）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

单摆的摆动，由最高点运动到最低点的过程中，重力势能转化成动能，整个过程机械能保持不变，也就是机械能守恒。

弹簧振子也一样，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。以弹簧振子的能力变化作为讨论内容

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？