物理：选修3-4教案之《外力作用下的振动》(新人教版)全面版.doc

(完整word)物理：选修3-4教案之外力作用下的振动(新人教版)全面版高二物理选修34教案5、外力作用下的振动一、教学目标（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。二、教学重点、难点:受迫振动,共振。三、教具：弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器四、教学过程(一）复习提问让学生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）。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)。和应同频、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。（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:振子从B向O运动过程中，它的能量是怎样变化的？引导学生答出弹性势能减少，动能增加.问：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：振子在振动过程中总的机械能如何变化？引导学生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.教师指出：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。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: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等幅振动.举几个等幅振动的例子,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。在驱动力作用下物体的振动叫受迫振动。再让学生举几个受迫振动的例子，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: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：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。明确指出：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。三、请同学小结一下本节要点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。四、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选择朋友要经过周密考察,要经过命运的考验，不论是对其意志力还是理解力都应事先检验，看其是否值得信赖。此乃人生成败之关键，但世人对此很少费心。虽然多管闲事也能带来友谊,但大多数友谊则纯靠机遇。人们根据你的朋友判断你的为人：智者永远不与愚者为伍。乐与某人为伍，并不表示他是知已。有时我们对一个人的才华没有信心，但仍能高度评价他的幽默感.有的友谊不够纯洁,但能带来快乐；有些友谊真挚，其内涵丰富，并能孕育成功。一位朋友的见识比多人的祝福可贵得多。所以朋友要精心挑选，而不是随意结交。聪明的朋友则会驱散忧愁，而愚蠢的朋友会聚集忧患。此外，若想让友谊地久天长.这需要技巧和判断力。有的朋友需近处，有的则需远交。不善言谈的朋友可能擅长写信。距离能净化近在身边无法容忍的缺陷.交友不宜只图快乐，也要讲求实用。一位朋友等于一切.世间任一美好事物的三大特点，友谊兼而有之：真、善、专一.良友难遇,如不挑选则更难求。保住老朋友，比结交新朋友更重要。交友当寻可长久之友，如得其人，今日之新交,他年自成老友。最好的朋友是那些历久常新，能与之共享生活体验者.没有朋友的人生是一片荒原.友谊使欢乐加倍,痛苦减半；它是应对厄运的不二良方，是可以滋润心田的美酒.