河北省唐山市开滦第二中学高中物理 11.5 外力作用下的振动导学案选修34

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11.5 外力作用下物体的振动优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (7)

11、5外力作用下物体的振动的教学设计新课标要求（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、振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现。

2、通过共振产生条件的教学，认识内因和外因的关系。

★教学重点受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件。

★教学难点共振及产生共振的条件。

★教学方法观察、对比、讨论、阅读、实验演示、多媒体展示。

★教学用具：单摆、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★教学过程（一）引入新课教师：通过前面的学习，我们知道做简谐运动的物体都要受到回复力的作用。

回复力是振动系统内部的相互作用，是内力。

如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫固有振动，其振动频率叫做固有频率。

而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，系统的机械能要不断损耗。

请同学做猜测一下，在这种情况下，它将怎样运动呢？学生：作出各种各样的猜测，如振幅变小，周期变大，频率减小等。

（教师不要急于肯定或否定学生的猜测，让学生带着好奇心和求知欲去观察演示实验）过渡：本节课我们来学习这方面的知识。

（二）进行新课1．阻尼振动教师：下面我们来观察两个实际振动：演示：①实际的单摆发生的振动；②敲击音叉后音叉的振动。

（教师提醒学生注意观察并记录现象。

）现象：（由学生描述）单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来。

教师：如何解释上面的现象呢？学生解释：在单摆和音叉的振动过程中，不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功，系统的机械能就要损耗，振动的振幅就会逐渐减小，机械能耗尽之时，振动就会停下来了。

11.5 外力作用下物体的振动优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (5)

11、5外力作用下物体的振动的教学设计一、教材分析本节课先介绍固有频率的概念，然后通过实验分析了阻尼振动，并介绍了受迫振动，通过实验，探究了受迫振动的频率与驱动力的频率的关系以及受迫振动的振幅与频率的关系，分析了共振现象产生的条件，并介绍了共振的危害与应用。

二、学情分析在本节课之前，学生已经学习了弹簧振子和单摆，并探究了单摆的周期的影响因素，对简谐振动有了较深入的认识；同时，在实际的生活中，他们已经对一些受迫振动的现象有一定的感性认识。

对高三学生来说，已经具备了一定的分析、概括的能力；同时，他们普遍对解释生活中的现象和实验比较感兴趣。

三、教学目标（一）知识与技能1.知道固有频率的概念；2.通过实验，认识阻尼振动的特点和认识受迫振动的特点；3.知道共振现象产生的条件，了解共振现象的危害和应用。

（二）过程与方法通过实验，培养学生的观察能力和分析能力。

（三）情感、态度与价值观1.通过交流讨论生活中的受迫振动现象，让学生体会生活中存在物理；2.通过介绍共振的应用，让学生增强理论联系实际的意识，增强实践意识。

四、重点难点重点：受迫振动的频率、振幅与驱动力的频率的关系，共振；难点：受迫振动的振幅与驱动力频率的关系。

五、教法学法（一）教法1.悬念法：新课的导入；2.讲授法：讲授固有频率、阻尼振动、受迫振动和共振的概念；3.实验法：演示阻尼振动、探究受迫振动的特点；4.引导法：引导学生归纳出阻尼振动和受迫振动的特点，分析共振产生的条件。

（二）学法1.交流讨论：举出生活中的受迫振动的例子；2.归纳总结：归纳出阻尼振动和受迫振动的特点，分析共振产生的条件。

六、教学过程。

人教版高中物理选修3-4教案学案第十一章 11.5外力作用下的振动

第十一章第五节外力作用下的振动教案一、教材分析本节是人教版物理选修3-4 十一章第五节，由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，然后通过演示实验说明受迫振动的周期与驱动力周期的关系，最后演示实验证明当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大，最后引入了共振的概念二、教学目标知识与技能（1）能从能量的观点分析阻尼振动产生的原因（2）掌握受迫振动的概念。

探究受迫振动的频率与驱动力的频率的关系（3）理解共振的概念及产生条件，知道常见的共振的应用和危害过程与方法：通过实验探究受迫振动频率与驱动力频率及共振条件情感态度与价值观体会物理与生活的紧密联系，培养热爱生活的情趣三、教学重点难点重点：1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件难点：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驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大四、学情分析.1、教学中应该充分发挥实验的作用，使学生理解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.2．在做共振实验时，也可以用如下的实验代替课本中图9-33的实验。

即在同一块薄木板上固定许多长度不同，但质地、粗细相同的小木棒，振动其中的一个，观察其他小木棒哪一个振动得最剧烈。

3．注意引导学生多思考一下共振在实际中的应用(如乐器的共鸣箱等)以及避免共振的做法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。

五、教学方法实验、讨论六、课前准备弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标现场演示弹簧振子的运动，提出问题：弹簧振子为什么会停下来而不一直运动下去？那么如何才能让它永不停息的运动呢？（三）合作探究、精讲点播学生带着上述问题阅读课本17-18页内容。

（给予学生2-3分钟时间）现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。

2021年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计新人教版选修34

2021年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计新人教版选修3-4【教学目标】一、知识与技能1．知道什么叫固有频率，理解固有的含义。

2．知道什么叫阻尼振动，能从能量的角度分析阻尼振动产生的原因。

3．知道什么叫驱动力，理解它是按效果命名的力。

4．知道什么叫受迫振动。

理解系统做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。

5．知道什么叫共振，理解共振发生的条件，知道常见共振的应用和危害。

二、过程与方法1．通过演示实验训练学生的观察能力和由实验现象提炼出规律的能力以及表达能力。

2．通过让学生列举或解释自然现象和生活中实例的方法，培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。

三、情感态度与价值观让学生领略物理现象与规律的奇妙与和谐，发展学生的好奇心与求知欲，体验探究的艰辛与乐趣。

【教学重点】1．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。

2．共振发生的条件。

【教学难点】受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率无关的理解。

【教学方法】演示实验，多媒体视频，启发，讨论，交流。

【课时安排】1课时（固有频率的概念在研究弹簧振子或单摆时已经给出，所以本节课直接从阻尼振动开始）【教学过程】一、复习并引入新课师：前面我们学习简谐运动时引入了两个理想化模型是什么？生：弹簧振子和单摆。

师：说它理想很重要的一点就是我们忽略掉振动中的摩擦阻力或空气阻力等，即忽略掉振动系统的能量损失，那么弹簧振子或单摆做什么样的振动？生：振幅不变的运动（学生可能回答出别的答案，可提醒他从能量的角度考虑此问题。

）师：实际的弹簧振子或单摆的振动肯定有能量损失，它会做什么样的振动呢？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。

二、新课教学师：你认为振幅减小的快慢与什么相关？生：讨论后得出与阻力大小有关。

演示：单摆的摆动，第一次在空气中；第二次在水中（用玻璃水槽盛水，便于观察）。

高中物理第十一章第五节外力作用下的振动四步教学法教案新人教版选修3-4

高中物理第十一章第五节外力作用下的振动四步教学法教案新人教版选修
3-4
使用人
（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。

理解共振的概念，知
并能从能量的观点给予
振幅
作用下的振动，叫受迫振动
时
无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的
大。

相应地，振子的振幅也这种周期性变化的外力
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。

结合课本让同。

河北省华北油田三中高中物理 11.5《外力作用下的振动》导学案新人教版选修34

河北省华北油田三中高中物理 11.5《外力作用下的振动》教案新人教版选修3-4学习目标：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.3.知道共振的应用和防止的实例.自主学习：1.固有周期和固有频率：对一个确定的振动系统，振动的周期和频率只与振动系统本身有关，所以把周期和频率叫做固有周期和固有频率。

2.阻尼振动：实际的振动系统不可避免地要受到和其他因素的影响，系统的机械能，导致振动，这类振动叫阻尼振动.3.受迫振动⑴驱动力：作用于振动系统，使系统能持续地振动下去的叫驱动力.⑵受迫振动：物体在所做的振动叫受迫振动.⑶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.⑷受迫振动的周期与频率①物体做受迫振动时，振动稳定后的周期（频率）等于的周期（频率）.②受迫振动的周期（频率）跟物体的没有关系.4.共振：驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的，这种现象叫做共振.⑴共鸣：声音的共振现象叫共鸣。

⑵共振的应用和防止①利用共振时，应使接近或等于物体的固有频率应用的实例：共振筛、音箱.②防止共振时，应使与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好.防止的实例：火车过桥慢开，控制机器的转速等.典型例题：例题1．一悬挂于天花板上的单摆的共振线如图，由图可知（1）此单摆的摆长为_______________。

(2g )/m10s（2）共振时单摆的振幅为________________。

例题2、洗衣机脱水缸正常工作时，转速为2800r/min，脱水后切断电源到电动机停止转动的时间为16s，实际发现13s左右时，洗衣机振荡最剧烈，若切断电源后转速是随时间均匀减小的，则洗衣机振动的固有频率大约是多大、课后练习：1、下列说法正确的是：（）A、某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B、某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C、某物体发生共振时的频率大于其自由振动的频率D、无阻尼振动时，物体一定不受阻力2、自由摆动的秋千，振动的振幅越来越小，下列说法正确的是（）A．秋千的机械能守恒 B．能量正在消失C．总能量守恒，秋千的机械能减少 D．只有动能和势能的相互转化3.下列说法中正确的是（）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4.A、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（）A.振子A的振幅较大，振动频率为fB.振子B的振幅较大，振动频率为3fC.振子A的振幅较大，振动频率为3fD.振子B的振幅较大，振动频率为4f5、共振现象是（）A、发生在受迫振动中，驱动力的频率远大于物体的固有频率，振幅最大B、发生在简谐运动中，驱动力的频率等于物体的固有频率，振幅最大C、发生在受迫振动中，驱动力的频率等于物体的固有频率，振幅最大D、发生在受迫振动中，驱动力的频率远小于物体的固有频率，振幅最大6.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，让A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（）A.各摆摆动的周期均与A摆相同B.B摆摆动周期最短C.C摆摆动周期最长D.C摆振幅最大7. 一根张紧的绳上，悬挂着四个摆，a和d的摆长相等，与其余各摆的摆长不等，如图所示，让d摆开始摆动，则其余三摆的振动情况是（）A．a、b、c三个摆的振幅相等B．a、b、c三个摆的周期相等C．a摆的振幅最大D．b摆的周期最大8．物体在外力作用下的振动叫做受迫振动，这种外力叫力，受迫振动的例子，等．9．如图所示为某物体做受迫振动时的共振曲线，从图可知该物体振动的固有频率为 Hz，在驱动力的频率由150Hz增大加250Hz的过程中，物体振动的振幅变化情况是。

高中物理选修3-4精品学案：11.5外力作用下的振动

[目标定位] 1.知道阻尼振动；知道在什么情况下可以把实际发生的振动看做简谐运动.2.知道驱动力和受迫振动．通过实验，认识受迫振动的特点.3.知道共振发生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法．一、阻尼振动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．阻尼振动当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼．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．这种振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动．【深度思考】阻尼振动中，在振幅逐渐减小的过程中，振子的周期如何变化？[答案]不变．周期与振幅无关．【例1】(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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．在振动过程中，机械能不守恒，周期不变[解析]因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小，振动周期不变．[答案]BD阻尼振动系统的周期决定于振动系统本身，与振幅无关，振幅减小，周期不变.二、受迫振动1．系统在驱动力作用下的振动叫受迫振动，驱动力是周期性的外力．2．受迫振动中，若周期性的驱动力给系统补充的能量与系统因振动阻尼消耗的能量相等，物体做等幅振动，但此振动不是简谐运动．3．受迫振动是指系统在驱动力作用下的振动．做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．【深度思考】跳水运动员站在跳板上一端上下振动时，跳板做何种运动？运动员离开跳板后，跳板在逐渐振动直到停下来的过程中，又做何种运动？[答案]受迫振动阻尼振动【例2】如图1所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为()图1A．1 HzB．3 HzC．4 HzD．5 Hz[解析]受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1 Hz，选项A 正确．[答案] A三、共振1．受迫振动的频率不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关．2．共振驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．3．共振曲线(如图2所示)图24．共振的防止与利用(1)利用：由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致．如共振筛、荡秋千、共振转速计等．(2)防止：由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越多越好．如：部队过桥应便步走．说明：共振是物体做受迫振动时的一种特殊现象．【深度思考】自由振动、受迫振动和共振分别对应的周期(或频率)是什么？[答案]自由振动对应固有周期(或固有频率)，受迫振动对应驱动力的周期(或频率)，而共振对应的是驱动力的周期(或频率)或固有周期(或频率)，二者相等．【例3】 (多选)如图3表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知( )图3A ．驱动力频率为f 2时，振子处于共振状态B ．驱动力频率为f 3时，振子的振动频率为f 3C ．假如让振子自由振动，它的频率为f 2D ．振子做自由振动时，频率可以为f 1、f 2、f 3[解析] 由题图可知当驱动力的频率为f 2时，振子的振幅最大，即振子发生共振现象，故A 正确；由共振条件知振子的固有频率为f 2，所以C 正确，D 错误；振子做受迫振动时，振动频率由驱动力的频率决定，故B 正确．[答案] ABC【例4】如图4所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f 固＝2 Hz ，电动机皮带轮的直径d 1是曲轴皮带轮直径d 2的12.为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为( )图4A ．60 r/minB ．120 r/minC ．30 r/minD ．240 r/min[解析] 若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f ＝2 Hz ，即转速为2 r/s.由于d 1d 2＝r 1r 2＝12，ω1r 1＝ω2r 2，故ω1ω2＝21，所以电动机转速为4 r/s ，即240 r/min.[答案] D(1)在实际问题中抽象出共振现象这一物理模型，弄清驱动力的频率和系统的固有频率，然后利用共振的条件进行求解.(2)发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，此时振动的振幅最大.1．(对阻尼振动的理解)(多选)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()A．振幅B．位移C．周期D．机械能[答案]AD[解析]有空气阻力时，振动为阻尼振动，振幅不断减小，机械能也不断减小．位，l、g不变，则移做周期性变化，不是一直减小．根据单摆周期公式T＝2πlgT不变，故选项A、D正确．2．(阻尼振动的能量)秒摆摆球质量为0.2 kg，它振动到最大位移时距最低点的高度为0.4 cm，当它完成10次全振动回到最大位移处时，因有阻尼作用，距最低点的高度变为0.3 cm.如果每振动10次补充一次能量，使摆球回到原高度，那么1 min内总共应补给多少能量？(g取9.8 m/s2)[答案] 5.88×10－3 J[解析]每振动10次要补充的能量为ΔE＝mgΔh＝0.2×9.8×(0.4－0.3)×10－2J ＝1.96×10－3 J．秒摆的周期为2 s,1 min内完成全振动的次数为30次，则1 min 内总共应补充的能量为E＝3ΔE＝5.88×10－3 J.3．(对受迫振动的理解)(多选)如图5所示为一个自制的振动系统，在泡沫上插上两根弹性很好的细竹片，并用塑料夹夹在竹片上端做成两个“单摆”A、B.A、B除塑料夹高度不同外，其他条件完全相同．当底座沿某一方向做周期性振动时，A、B也跟着振动起来。

整合选修3-4第11章第5节外力作用下的振动导学案精品

11.5 外力作用下的振动固有振动、阻尼振动[先填空]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1151所示，振幅越来越小，最后停止振动．图1151[再判断]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．(√)[后思考]1．阻尼振动的振幅在减小的过程中，频率是否随着减小？【提示】阻尼振动的振动频率保持不变．2．若物体所做的振动是等幅振动，此物体一定是无阻尼振动吗？【提示】不一定．区分阻尼与无阻尼的条件是分析振子受不受阻力，而不是看振幅，若受阻力作用同时也有外力给系统做功补充能量时，也能保证振动物体做等幅振动．[核心点击]阻尼振动与简谐运动(无阻尼振动)的比较1．一单摆做阻尼振动，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【解析】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．【答案】BCD2．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是() 【导学号：23570028】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E．后一时刻的动能可能大于前一时刻的动能【答案】ADE3．如图1152所示是单摆做阻尼振动的振动图线．图1152则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B时刻的势能．【答案】大于等于阻尼振动的能量和周期(1)阻尼振动的振幅不断减小，能量不断减少，但阻尼振动的频率不变，其频率为固有频率，由系统本身决定．2 自由振动是一种理想情况，也叫简谐运动.实际中的振动都会受到阻力的作用，当阻力较小时，可认为是简谐运动.3 阻尼振动中，机械能E等于动能Ek和势能Ep之和，即E＝Ek＋Ep，E减小，但动能和势能相互转化，当Ep相等，Ek不相等，而从振动图象上可能确定Ep的关系.受迫振动、共振[先填空]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：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象．(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1153所示．表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系图象，图中f0为振动物体的固有频率．图1153[再判断]1．受迫振动的频率等于振动系统的固有频率．(×)2．驱动力频率越大，振幅越大．(×)3．生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率．(×)[后思考]1．洗衣机启动和停止时，随着电机转速的变化，有时洗衣机会振动得很厉害，这是什么原因？【提示】当洗衣机电机转动的频率等于洗衣机的固有频率时，发生了共振现象，这时洗衣机振动得很厉害．2．要防止共振，需要采取什么措施？【提示】尽量使驱动力的频率与固有频率间的差距增大．[核心点击]1．自由振动、受迫振动及共振的比较2．共振曲线的理解和应用 (1)两坐标轴的意义：纵轴：受迫振动的振幅，如图1154所示．横轴：驱动力频率．图1154(2)f0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；f 与f0相差越大，振幅越小．(4)结论：驱动力的频率f 越接近振动系统的固有频率f0，受迫振动的振幅越大，反之振幅越小．4.如图1155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( )图1155A ．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 ．A 、B 、C 三摆的振动周期相等E ．B 、C 两摆振动时的振幅与其摆长有关，而周期与摆长无关．【答案】CDE5.如图1156所示为两个单摆受迫振动的共振曲线．两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ＝________.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线________是月球上的单摆的共振曲线. 【导学号：23570029】图1156【答案】5∶2 Ⅰ6．如图1157所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．问：图1157(1)开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？(2)在振子正常振动过程中，以转速4 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？【答案】(1)简谐运动0.5 s 2 Hz 阻尼振动(2)受迫振动0.25 s1．分析受迫振动的方法(1)在分析受迫振动时，首先要弄清驱动力的来源．(2)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，因而首先应确定驱动力的频率．(3)当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振．2．改变受迫振动的振幅的方法当f驱＝f固时，振幅最大．若改变受迫振动的振幅，可采取两种方法：(1)改变给予振动系统周期性外力的周期，即改变驱动力频率．(2)了解影响固有频率的因素，改变固有频率．。

高中物理《11.5外力作用下的振动》导学案(无答案)新人教版选修3-4(2021年整理)

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11.5外力作用下的振动【自主预习】1。

阻尼振动（1）阻尼振动实际的振动过程中，系统受到了摩擦力和其他阻力，机械能向内能转化是无法避免的，振动过程中机械能不断减小使振动逐渐减弱直至最终停止。

这种振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动.阻尼振动的图象如图11－5－1所示。

(2)特点阻尼振动的振幅尽管在减小，但其振动周期（频率)不变,它是由振动系统决定的。

振动系统确定后，其振动的周期（频率）就不变,称为固有周期(频率）。

例如：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。

2.受迫振动(1)受迫振动如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功，补偿系统因阻尼作用而损失的能量，使系统持续地振动下去,这样的振动称为受迫振动。

①驱动力：加在振动系统上的外力，叫做驱动力。

②物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于的频率，跟物体的无关.（2）自由振动像弹簧振子和单摆那样,物体偏离平衡位置后,它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来，这种振动叫做自由振动。

①自由振动不受外界的驱动力作用。

②自由振动的周期（频率）为系统的。

3。

共振（1)共振受迫振动的物体其振动周期(或频率）取决于驱动力的周期，并且当与物体的相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。

高中物理第十一章机械振动 5 外力作用下的振动学案2 新人教版选修3-4(2021年最新整理)

高中物理第十一章机械振动5 外力作用下的振动学案2 新人教版选修3-4 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十一章机械振动5 外力作用下的振动学案2 新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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5．外力作用下的振动1．知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况。

2．知道做受迫振动物体的振动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。

军队里有明确的规定：凡行军过桥的部队，不准在桥上齐步走或正步走，而要便步走.1906年，俄国军队在通过彼得堡附近一座大桥时，由于齐步走而使大桥倒塌，造成了很大的伤亡。

部队行军过桥时为什么要便步走？桥梁的共振提示：这是为了防止大桥发生共振,而使桥梁倒塌。

当整齐步伐的频率跟大桥的固有频率相等时,会引起共振,可能使大桥损坏，造成人员伤亡。

1．固有频率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__________，其振动频率称为__________.2．阻尼振动当振动系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了阻尼。

阻尼振动的振幅不断______。

振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得______。

当阻尼很小时，就可以______，当作__________来处理。

3．受迫振动系统在____________的________作用下的振动叫做受迫振动.受迫振动______时，系统振动的频率等于________的频率,与系统的固有频率______。

2021年高二物理经典解析学案：11.5《外力作用下的振动》(人教版选修3-4)

班级__＿__＿_＿_ 姓名______＿__ 第___＿_＿_组11．5《外力作用下的振动导学案》审核：高二物理组编写人：朱栋栋寄语:相信自己你一定行学习目标：（1)知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况(2）知道做受迫振动物体的振动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学习重点和难点:（1）受迫振动,共振。

（２)驱动力的频率、固有频率的区别.学习过程：一、阻尼振动：１、固有频率:如果振动系统_____＿___作用,此时的振动叫固有振动,其振动频率称为__________．２、阻尼振动（减幅振动)：_______逐渐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______逐渐减小，__＿＿＿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（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，可以把它当做简谐运动来处理二、受迫振动:1、驱动力：加在振动系统上的_＿_________＿，叫做驱动力２、受迫振动:系统在____＿___＿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＿_＿_____的频率等于___＿＿_＿_的频率，跟物体的＿_＿__＿频率无关．三、共振1、共振:______频率等于系统的＿__＿＿频率时，受迫振动的____最大，这种现象叫做共振２、共振的条件：驱动力的频率与物体的固有频率__＿_＿_３、共振曲线共振曲线直观地反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响，由共振曲线可知，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大。

4、共振的防止与利用（１)利用：要利用共振，应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致。

高中物理第十一章机械振动5外力作用下的振动名师导航学案选修3_4

5 外力作用下的振动名师导航知识梳理1.阻尼振动（1）阻尼振动是指振幅逐渐____________的振动，它是从____________是否变化的角度来区分.（2）等幅振动不受阻力作用.2.受迫振动物体在____________性变化的____________ 作用下的振动叫受迫振动，受迫振动稳定时，系统振动的频率等于____________的频率，与系统的____________ 无关.3.共振共振的条件是_______________，产生共振时，物体的振幅____________.知识导学复习振幅与能量的关系，再结合生活中的振动现象，如树梢在空中摆动几下，最后会停下来等等，认识和理解阻尼振动.自然界中的一切振动，严格地讲都属于阻尼振动.在认识阻尼振动的基础上，更进一步联想到若要使振动持续下去，会有什么办法呢？提出猜想：补充能量，由此认识受迫振动.对共振的认识，要通过教材图11.53的实验，归纳总结得出共振的概念和意义.疑难突破1.受迫振动的振动频率与驱动力频率的关系剖析：受迫振动是周期性外力作用下的振动.外力对系统做功，克服阻尼作用，补偿系统的能量损耗，使系统持续地振动下去.设计一个实验如下：如图11-5-1所示的装置，匀速转动把手时，把手给弹簧振子以驱动力使振子做受迫振动.用不同的转速匀速地转动把手，认真观察实验中驱动力的周期与把手转动周期的关系，通过实验，我们可以得出结论：驱动力周期与把手周期是相同的，而受迫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.图11-5-12.产生共振的条件及振幅随驱动力频率的变化关系剖析：设计一个实验如图11-5-2所示，一根张紧的水平绳上挂五个摆，其中A、E摆长相等，D摆摆长最长，B摆最短.图11-5-2开始时，各摆都静止，让A摆先摆动起来，然后带动其他摆跟着摆起来.观察和分析A、B、C、D、E这五个单摆摆动周期的关系，观察B、C、D、E四个摆在振动过程中，振幅的大小关系.由实验我们可以得出结论：A、E摆振幅最大，D摆振幅最小.分析原因：B 、C 、D 、E 四个摆只有摆长不同，其他条件都相同，摆长决定了四个摆的固有频率，A 、E 摆长相同，说明A 、E 固有频率相同，结合实验现象可知，当驱动力频率等于固有频率时，振幅最大，这就是产生共振的条件.固有频率与驱动力频率相差越大，振幅越小，我们可以总结如下：|f-f′|越大，振幅越小|f-f′|越小，振幅越大|f-f′|等于零，振幅最大.典题精讲【例1】在图11-5-3中，当A 振动起来后，通过水平绳迫使B 、C 振动，下列说法中正确的是（)图11-5-3A.只有A 、C 的振动周期相等B.A 的振幅比B 小C.C 振动的振幅比B 大D.A 、B 、C 的振动周期相等思路解析：A 振动后迫使水平绳振动，水平绳振动，水平绳再迫使B 、C 振动，所以B 、C 做受迫振动，其振动周期等于驱动力周期，即A 的自由振动周期，T b =T c =T A 固=2πgl ，所以C 发生共振，B 不发生共振，C 的振幅比B 大.答案：CD绿色通道：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大.变式训练：一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后发现先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱.对这一现象下列说法正确的是（ )①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率大于洗衣机的固有频率②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小③当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率④当洗衣机振动最剧烈时，固有频率最大A.①④B.②③C.①③D.②④答案：C【例2】在火车车厢里吊着一小球，由于在铁轨接合处振动使球摆动，若钢轨长12.5 m ，线长40 cm ，那么当火车的速度达到多大时，球振动的振幅最大？思路解析：悬线吊着的小球由于车轮在钢轨接合处受到冲击而摆动，显然稳定后摆球做受迫振动，在受迫振动中当驱动力的频率等于小球振动的固有频率时发生共振，单摆振动的振幅最大，F 驱=F 固. 即g L21π=L v v= Lg 2πL=10 m/s. 答案：10 m/s绿色通道：受迫振动是物体在周期性外力（驱动力）作用下的振动，其振动特点是受迫振动中的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，只有当固有频率等于驱动力的频率时，发生共振，即振幅最大. 变式训练：部队过桥时，规定不许齐步走，主要原因是（ )A.减轻对桥的压力B.避免使桥发生共振C.使桥受到的压力更为均匀答案：B问题探究问题：挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，并从桶中溅出来，这是为什么？如何避免发生这一现象？导思：在此例中，水振动厉害的主要原因是驱动力的频率跟振动物体的固有频率相接近或相等，但是仅说出这个共振条件是不够的，还必须从题意的具体情况出发，指出其特征条件.例如，题中的驱动力是由于人行走的起伏引起的，同理在解答如何防止共振时，是破坏产生共振的条件，这是共振，同时还要指出具体办法，如此例采用停止走动片刻或水中放些漂浮物体的办法.探究：挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对桶的作用，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.为了避免发生这种现象，就要使驱动力的频率和水桶里的水的固有频率相远离，解决的办法有改变行走的快慢或停止走动片刻，若在桶里放些漂浮物，增大阻尼，使振动系统克服阻力，消耗些能量，以减小振幅.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

河北省唐山市开滦第二中学高中物理 11.2 简谐运动的描述导学案新人教版选修3-4

河北省唐山市开滦第二中学高中物理 11.2 简谐运动的描述导学案新人教版选修3-4【学习目标】1．掌握用振幅、周期和频率来描述简谐运动的方法。

2．理解振幅、周期和频率的物理意义。

3．明确相位、初相和相位差的概念。

4．知道简谐运动的表达式，明确各量表示的物理意义。

【重点难点】重点：振幅、周期和频率的物理意义。

理解振动物件的固有周期和固有频率与振幅无关。

难点：理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。

相位的物理意义。

【学习内容】【自主预习】1.振幅：振动物体离开平衡位置的________距离。

振幅的________表示的是做振动的物体运动范围的大小。

①定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅，用A表示，在国际单位制中的单位是米(m)。

②物理意义：振幅是表示振动强弱的物理量，振幅越大，表示振动越强。

2．简谐运动是一种________运动，一个完整的振动过程称为一次________。

3．周期：做简谐运动的物体完成________所需要的时间，用________表示。

频率：单位时间内完成全振动的________，用_______表示。

周期与频率的关系是________。

在国际单位制中，周期的单位是________，频率的单位是______________，简称________，符号是________，1 Hz＝1________。

物理意义：周期和频率都是表示振动快慢的物理量4．简谐运动的表达式：x＝___ _____。

其中ω＝________＝________。

做简谐运动的物体位移x随时间t变化的表达式：x＝A sin(ωt＋φ)(1)式中x表示振动质点相对平衡位置的位移。

(2)式中A表示简谐运动的振幅。

(3) 式中ω是简谐运动的圆频率，他也表示简谐运动的快慢(4)式中φ表示t＝0时简谐运动质点所处的位置，称为初相位，或初相；(ωt＋φ)代表了做简谐运动的质点在t时刻处在一个运动周期中的某个状态，所以代表简谐运动的相位。

11.5 外力作用下物体的振动优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课

课程导学建议
重点难点
对共振及共振曲线的理解,共振的产生条件。
教学建议
本节首先介绍了固有频率的概念,然后从图象和能量的角度分析了阻尼振动,并介绍了受迫振动,最后通过竖直弹簧振子的共振和单摆的共振两类典型的共振实验,全面认识共振现象,理解共振曲线。教学中要注意阻尼振动、受迫振动、共振三个概念的区别与联系。
外力作用下的振动
授课年级
高二
课题
11.5外力作用下的振动
课程类型
新授课
课程导学目标
目标解读
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。
学法指导
没有阻力的振动是理想的，为了维持振动实际情况中都有外力作用，因此其特点上也有所不同。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写，根据自己的思考找出解决方案
课外拓展
共振的应用
PPT课件
板书设计
§11.5外力作用下的振动
图片பைடு நூலகம்
第一层级
研读教材
指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。
通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。
PPT课件呈现学习目标
完成学案
巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。
尽可能多地独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。
结对交流
指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。

5外力作用下的振动-人教版选修3-4教案

外力作用下的振动-人教版选修3-4教案一、知识目标1.掌握受外力作用下的简谐振动的特点及其物理意义，了解受任意外力作用下的振动形态；2.熟悉受简谐振动的干扰及其解决方法；3.了解力的作用方式以及力对物体运动的影响。

二、教学重点1.外力下运动物体的特点及其影响；2.简谐振动的干扰及其解决方法。

三、教学难点1.解决复合振动问题。

四、学情分析在选修2拓展研究的基础上，本单元使学生更深入了解机械谐振，拓展对振动的认识；同时在实践中通过解决简单问题进一步提高学生的能力。

五、教学策略因材施教，注重启发式教学，鼓励学生自主学习，在实践过程中提高学习兴趣，锻炼分析和解决实际问题的能力。

六、教学过程1. 简谐运动——回顾通过图示等形象化的方式回顾简谐运动的基本概念，并强调振动产生的物理意义，以及振动的特点，为下一步学习做好铺垫。

2. 外力下的振动——拓展引导学生思考外力作用下运动物体的特点，并展示各种情况下的振动形态，刻画出普遍意义下的简谐振动；同时通过例题让学生理解简谐振动的相位差的物理意义。

3. 干扰——理解与解决介绍干扰的种类及其形成机理，并引导学生通过解决问题理解和掌握干扰的解决方法。

4. 外力下的震动——综合解决通过讲解力的作用和运动物体之间的关系，引导学生掌握受多个力作用下的物体运动形态，并重点训练学生解决复合振动问题的能力。

七、教学方式1.师生互动：营造良好的讲学互动氛围，讲解过程中自主提问，或者通过学生提问引出问题。

2.课件演示：通过精心制作的课件展示相关图表、实际运动场景等形象化的内容，增强学生学习的直观性。

3.实验实践：倡导学生理论联系实际、动手操作，探究现象规律、展现实验探究的乐趣。

八、教学评估1.在课程中穿插设计简单的测试题，了解学生的掌握程度，及时纠正和补充有误或不足的知识点；2.结合课堂讲解和实践演示，对学生实时进行阶段性评估，并及时纠正和指导不足之处；3.鼓励学生自我评估，认识自己的不足和自身潜能，及时与教师沟通反馈，共同展开有针对性、高效的学习。

河北省唐山市开滦第二中学高中物理 11.5 外力作用下的振动导学案选修34

11.5 外力作用下物体的振动 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (7)

11.5 外力作用下物体的振动 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课 (5)

人教版高中物理选修3-4教案学案第十一章 11.5外力作用下的振动

2021年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计 新人教版选修34

高中物理 第十一章 第五节 外力作用下的振动四步教学法教案 新人教版选修3-4

河北省华北油田三中高中物理 11.5《外力作用下的振动》导学案 新人教版选修34