外力作用下的振動(dòng)探究式教案范文
作為一名教師,時(shí)常會(huì)需要準(zhǔn)備好教案,編寫教案有利于我們弄通教材內(nèi)容,進(jìn)而選擇科學(xué)、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。怎樣寫教案才更能起到其作用呢?以下是小編整理的外力作用下的振動(dòng)探究式教案范文,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
一、教材分析
“外力作用下的振動(dòng)”是人教版普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》選修3—4第十一章機(jī)械振動(dòng)第5節(jié)內(nèi)容。本節(jié)以“外力作用下的振動(dòng)”為標(biāo)題,介紹了“阻尼振動(dòng)”“受迫振動(dòng)”“共振”的概念。在內(nèi)容安排上與老教材有較大的變化,這樣做不僅可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振都屬于外力作用下的振動(dòng),而且有利于學(xué)生對(duì)振動(dòng)分類的理解。
教材首先介紹了振動(dòng)物體的固有頻率的概念,再從能量的角度分析阻尼振動(dòng),進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)探究了受迫振動(dòng)的頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系,最后利用實(shí)驗(yàn)探究了受迫振動(dòng)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系,從而認(rèn)識(shí)了共振現(xiàn)象。在教學(xué)中我深入挖掘教材資源,充分發(fā)揮探究實(shí)驗(yàn)的作用,讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過程,讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)阻尼振動(dòng)的振幅減小的過程,觀察物體在做受迫振動(dòng)時(shí)其頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系,以及受迫振動(dòng)的頻率與物體固有頻率接近時(shí)振動(dòng)的特點(diǎn),達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
二、教學(xué)設(shè)計(jì)
(一)教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
知道阻尼振動(dòng)及阻尼振動(dòng)中能量的轉(zhuǎn)化情況;知道受迫振動(dòng),知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率;知道共振以及發(fā)生共振的條件,知道共振的應(yīng)用和防止。
2、過程與方法
通過對(duì)阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)例分析,培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力;了解共振在實(shí)際中的應(yīng)用和防止,提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過受迫振動(dòng)和共振的教學(xué),認(rèn)識(shí)內(nèi)因和外因的辯證關(guān)系;通過共振的應(yīng)用和防止的教學(xué),滲透一分為二的辯證法觀點(diǎn)。
(二)教學(xué)重點(diǎn)
阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振及產(chǎn)生共振的條件
(三)教學(xué)難點(diǎn)
物體是否能發(fā)生共振決定于驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體固有頻率的大小關(guān)系,與驅(qū)動(dòng)力大小無關(guān);當(dāng)f驅(qū)=f固時(shí),物體做受迫振動(dòng)的振幅最大。
(四)教學(xué)準(zhǔn)備
軟彈簧,滑塊,玻璃板,木板,布,直尺,鐵架臺(tái),小金屬球,水,大燒杯,受迫振動(dòng)演示儀、共振演示儀。
(五)教學(xué)過程
1、探究阻尼振動(dòng)
⑴提出問題,作出假設(shè)
簡諧運(yùn)動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力提供的回復(fù)力,是一種理想化的運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們猜想一下:如果振動(dòng)系統(tǒng)受到外力的作用,它將如何振動(dòng)呢?可以用怎樣的實(shí)驗(yàn)來探究這一問題呢?
⑵制定方案,實(shí)驗(yàn)探究
備用器材:軟彈簧,滑塊,玻璃板,木板,布,直尺,鐵架臺(tái),小金屬球,水,大燒杯等
學(xué)生討論,設(shè)計(jì)探究,交流總結(jié),得到下述兩種備選方案:
方案一、如圖1所示,觀察水平方向振動(dòng)物體分別在粗糙程度不同的表面上的振動(dòng)情況。
方案二、如圖2所示,觀察豎直方向振動(dòng)物體分別在空氣和水中的振動(dòng)情況。
圖1探究水平方向
振動(dòng)的物體
圖2探究豎直方向
振動(dòng)的物體
⑶細(xì)心觀察,比較現(xiàn)象
學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)后,可以總結(jié)得出以下現(xiàn)象:
現(xiàn)象一、物體振動(dòng)時(shí),振幅均減小,最終均停止。
現(xiàn)象二、物體在不同情況下振動(dòng)時(shí),振幅減小的快慢不同。
⑷由表及里,探究成因
引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象,比較條件,找出原因:
現(xiàn)象一的成因:物體在振動(dòng)時(shí)均受到阻力的作用,振動(dòng)系統(tǒng)克服阻力做功,要消耗機(jī)械能,因而振幅不斷減小。
現(xiàn)象二的成因:物體在不同情況下振動(dòng)時(shí)受到的阻力大小不同,阻力越大,機(jī)械能消耗得越快,振幅減小得越快。
⑸歸納總結(jié),得出結(jié)論
振動(dòng)系統(tǒng)在阻力作用下振幅逐漸減小,這樣的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng),且阻尼越大,振幅減小得越快。
2、探究受迫振動(dòng)
⑴提出問題
阻尼振動(dòng)系統(tǒng)只有在驅(qū)動(dòng)力作用下,才能持續(xù)地振動(dòng)下去,這時(shí)物體做受迫振動(dòng),那么,受迫振動(dòng)的頻率與什么因素有關(guān)呢?
⑵探究方案
①生活實(shí)例:跳水運(yùn)動(dòng)員在跳板上走動(dòng)時(shí),跳板做什么振動(dòng)?跳板的振動(dòng)情況和運(yùn)動(dòng)員的跳動(dòng)情況有關(guān)嗎?
②實(shí)驗(yàn)探究:利用課本圖11.5—2的裝置研究受迫振動(dòng)的頻率。
通過改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變驅(qū)動(dòng)力的頻率,觀察振子的振動(dòng)頻率,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
多媒體視頻展示:木板的受迫振動(dòng),豎直彈簧振子的受迫振動(dòng)。
⑶歸納結(jié)論
物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,
與振動(dòng)物體的固有頻率無關(guān)。
3、探究共振現(xiàn)象
⑴提出問題
物體做受迫振動(dòng)的頻率與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),那么受迫振動(dòng)的振幅是否也跟它的固有頻率無關(guān)呢?應(yīng)該怎樣探究這一問題呢?
⑵探究方案
如圖3所示,在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺,擺長大小為LDLA=LBLC。讓A擺振動(dòng)觀察B、C、D的振幅情況。
⑶觀察現(xiàn)象
B擺的振幅大于C、D擺的振幅。
⑷探究成因
在A擺的作用下,B、C、D擺分別做受迫振動(dòng),B、C、D擺做受迫振動(dòng)的頻率均等于A擺的振動(dòng)頻率。而各擺的固有頻率是由擺長大小決定,B做受迫振動(dòng)的頻率等于B擺的固有頻率,B擺的振幅最大;C、D做受迫振動(dòng)的頻率不等于C、D擺的固有頻率,C、D擺的振幅小。
⑸歸納結(jié)論
當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí),如果驅(qū)動(dòng)力的頻率十分接近系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)物體的振幅會(huì)很大。如果驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。
實(shí)驗(yàn)演示和多媒體展示:音叉的共鳴。
4、探究共振曲線
⑴提出問題
共振曲線反映的是物體做受迫振動(dòng)時(shí),受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率的變化關(guān)系。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察共振曲線,你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
⑵探究規(guī)律
當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f驅(qū)跟受迫振動(dòng)物體的固有頻率f固越接近時(shí),受迫振動(dòng)的振幅越大;當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f驅(qū)等于受迫振動(dòng)物體的固有頻率f固時(shí),振幅最大。
⑶解決問題
問題:下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系。若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固,則()
驅(qū)動(dòng)力的頻率(HZ)304050607080
受迫振動(dòng)的振幅(cm)10.216.827.228.116.58.3
A.f固=60HZB.50f固HZC.50f固HZD.以上三個(gè)答案都不對(duì)
解析:表中列出的數(shù)據(jù)只是部分驅(qū)動(dòng)力頻率和受迫振動(dòng)的振幅關(guān)系,不能由此確定數(shù)據(jù)中振幅最大時(shí)的頻率為物體的固有頻率,不能選A。由共振曲線的.規(guī)律可判斷物體的固有頻率可能在50HZ到60HZ之間,也可能在60HZ到70HZ之間,也可能就是60HZ,故正確選項(xiàng)為C。
5、生活中的共振和減振現(xiàn)象(學(xué)生自學(xué))
三、教學(xué)反思
普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的課程理念是注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式的多樣化,重視讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,要求學(xué)生具有一定的質(zhì)疑能力,信息收集和處理能力,分析解決問題的能力和交流與合作的能力。教學(xué)過程是體現(xiàn)課程理念,實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的一種創(chuàng)造過程。要搞好新課程理念下的教學(xué),教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,既要重視教師在教學(xué)中“導(dǎo)”的作用,更要發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的“主”的地位,還要充分利用好教與學(xué)的文字資源“本”的信息。在實(shí)際教學(xué)中,教師要充分利用課堂的教學(xué)空間,為學(xué)生盡可能多的提供探究的機(jī)會(huì);教師可以對(duì)一些探究的物理問題創(chuàng)設(shè)一定的情境,讓學(xué)生再去設(shè)計(jì)、觀察、體驗(yàn)、總結(jié)和思考。要對(duì)學(xué)生的探究成果進(jìn)行客觀公正地評(píng)價(jià),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
總之,新課改要求教師解放教學(xué)思想,要將課堂教學(xué)開放,讓教師由知識(shí)的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)者,讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)的探究者,讓課堂由教師的表演舞臺(tái)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)樂園,讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的獲取過程,達(dá)到“授之以漁”的目的,以培養(yǎng)出適用現(xiàn)代社會(huì)的新型人才。
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