教法分析11.5 外力作用下的振动
高中物理 第五节外力作用下的振动
§11-5外力作用下的振动教学目标：(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教学过程:一、阻尼振动1、固有频率：如果振动系统不受外力作用，此时的振动叫固有振动，其振动频率称为固有频率2、阻尼振动(减幅振动)：振幅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，它自己的能量逐渐减小，振幅也随着变小说明：（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：加在振动系统上的周期性外力，叫做驱动力2、受迫振动：系统在驱动力作用下的振动，叫受迫振动3、受迫振动的周期和频率：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关．三、共振1、共振：驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，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相等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。
如：共振筛、荡秋千等．(2)防止：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。
例题讲解：例l、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、机械能例2、如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min，当振子振动稳定时，它们振动周期为( )A、O.5 sB、0.25 sC、2 sD、4 s例3、如图所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为3L/2、L、L/2、L、2L，若让D摆先摆动起来，周期为T，稳定时A、B、C、E各摆的情况是( )A、B摆振动的振幅最大B、 E摆振动的振幅最大C、C摆振动周期为TD、A摆振动周期大于T 例4、如图为一单摆的共振曲线，图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长高二物理教学案课后作业：1、下列说法中正确的是( )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就是其自由振动的频率D、某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动2、做受迫振动的物体达到稳定状态时，下列说法正确的是 ( )A、一定做简谐振动B、可能是阻尼振动C、一定按驱动力的频率振动D、一定发生共振3、一物体做受迫振动，开始时驱动力的频率小于该物体的固有频率，当驱动力频率逐渐增大并超过固有频率时，则该物体的振幅 ( )A、逐渐增大B、逐渐减小C、先逐渐增大，后逐渐减小D、先逐渐减小，后逐渐增大4、一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是( )A、动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5、一个处于共振状态的物体，下述正确的有( )A、它的共振频率不等于自身的固有频率B、它一定做受迫振动，而不是自由振动C、若策动力的频率突然增大，此物体的振幅将增大D、若策动力的频率突然减小，此物体的振幅将增6、关于共振的防止和利用，应做到( )A、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B、利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率C、防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率D、防止共振危害时，应使驱动力频率远离振动物体的固有频率7、如图所示，一个弹簧振子在光滑的水平面上的A、B间做简谐运动，当振子经过最大位移处（B 点）时，有块胶泥落在它的顶部，并随其一起振动，那么后来的振动与原来相比较，则（）A、振幅的大小不变B、加速度的最大值不变C、速度的最大值变小D、势能的最大值不变小8、一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，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比洗衣机的固有频率大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正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率④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A、①B、③C、①④D、②④9、关于小孩荡秋千，以下说法正确的是 ( )A、质量大一些的孩子荡秋千，摆动频率会更大些B、孩子在秋千达到最低点处有失重的感觉C、拉绳被磨损了的秋千，绳子最容易在最低点断开D、自己荡秋千想荡高一些，必须在两侧最高点提高重心，增加势能10、如图所示，轻弹簧下端挂有一定质量的小球P，若将弹簧上端O点固定，用力向下拉P球，使其离开平衡位置少许，撤去外力后测得振子系统振动的周期为0．25s，若设法使悬挂点O点在竖直方向每秒完成5次全振动，待稳定后测得振子的振动周期是。
高中物理 11.5 外力作用下的振动课件 新人教版选修34
理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
1.定义
物体做受迫振动时，当驱动力的频率等于
系统的固有频率时，振动的振幅最大，这
种现象叫共振.
2.发生共振的条件
图2
f驱＝f固，即驱动力的频率等于振动系统的固有频率.
3.共振曲线(如图2所示)
第5讲 外力作用下的振动
4
预课对习堂点导讲练学义习
理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
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.
第5讲 外力作用下的振动
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预课对习堂点导讲练学义习
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.
第5讲 外力作用下的振动
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例预课对3习堂点导讲练如学义习图3所示，在一根张紧的水平绳上悬挂理梳巩五解理固个·深识应摆化记用，·探点反其究拨馈中
A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长
为2l，先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振
第5讲 外力作用下的振动
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预课对习堂点导讲练学义习
理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
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.
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预课对习堂点导讲练学义习
理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
外力作用下的振动探究式教案范文
外力作用下的振动探究式教案范文外力作用下的振动探究式教案范文作为一名教师，时常会需要准备好教案，编写教案有利于我们弄通教材内容，进而选择科学、恰当的教学方法。
怎样写教案才更能起到其作用呢？以下是小编整理的外力作用下的振动探究式教案范文，仅供参考，希望能够帮助到大家。
一、教材分析“外力作用下的振动”是人教版普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3—4第十一章机械振动第5节内容。
本节以“外力作用下的振动”为标题，介绍了“阻尼振动”“受迫振动”“共振”的概念。
在内容安排上与老教材有较大的变化，这样做不仅可以使学生认识到阻尼振动、受迫振动和共振都属于外力作用下的振动，而且有利于学生对振动分类的理解。
教材首先介绍了振动物体的固有频率的概念，再从能量的角度分析阻尼振动，进而通过实验探究了受迫振动的频率与驱动力频率的关系，最后利用实验探究了受迫振动的振幅与驱动力频率的关系，从而认识了共振现象。
在教学中我深入挖掘教材资源，充分发挥探究实验的作用，让学生亲身经历实验探究的过程，让学生清楚地认识阻尼振动的振幅减小的过程，观察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，达到了较好的教学效果。
二、教学设计（一）教学目标1、知识与技能知道阻尼振动及阻尼振动中能量的转化情况；知道受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率；知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止。
2、过程与方法通过对阻尼振动、受迫振动和共振现象的实验探究和实例分析，培养学生的观察分析能力；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、情感态度与价值观通过受迫振动和共振的教学，认识内因和外因的辩证关系；通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的辩证法观点。
（二）教学重点阻尼振动、受迫振动、共振及产生共振的条件（三）教学难点物体是否能发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的大小关系，与驱动力大小无关；当f驱＝f固时，物体做受迫振动的振幅最大。
物体在外力作用下的振动 PPT课件 课件 人教课标版
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46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。
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47、小事成就大事，细节成就完美。
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48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。
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49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。
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50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。
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51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。
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63、彩虹风雨后，成功细节中。
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64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。
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65、只要有信心，就能在信念中行走。
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66、每天告诉自己一次，我真的很不错。
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67、心中有理想 再累也快乐
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68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。
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69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。
19、就算生活让你再蛋疼，也要笑着学会忍。
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20、当你能飞的时候就不要放弃飞。
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21、所有欺骗中，自欺是最为严重的。
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22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事，想得太多会疼，想不通会头疼，想通了会心痛。
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23、天行健君子以自强不息；地势坤君子以厚德载物。
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24、态度决定高度，思路决定出路，细节关乎命运。
4、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时， 受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。
5、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于 振动系统的固有频率； 防止共振时，应使驱动力的频率与系统的固 有频率不同，而且相差越大越好．
课堂训练
1. 如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计 原理图。在同一铁支架NM上焊有固有频率依次 为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b 、c、d。将M端与正在转动的电动36机00接触，发现b 钢片振幅最大，则电动机转速为60_H_z_______r/min ，a、b、c、d此时振动频率为___________。
外力作用下的振动ppt课件
幅和质量无关。
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4. 简谐运动中动能和势能在发生 相互转化，但机械能的总量保持 不变，即机械能守恒。
振动的能量与振幅有关，振 幅越大，振动的能量越大
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一、固有周期和固有频率
• 定义：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。
• 条件：在振动方向只受回复力作用 • 能量：机械能守恒 • 图像：振幅不变
3.驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫 振动的振幅增大，这种现象叫做共振。
条件：受到阻力和驱动力
能量：机械能转化为内能，其他能转化 为机械能
请举出你所知道的受迫振动的例子
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受迫振动实例：
①跳板在人走过时发生的振动 ②机器底座在机器运转时发生的振动 ③听到声音时耳膜的振动 ④电磁打点计时器的振针所做的振动
受迫振动的频率跟什么有关呢?
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3、受迫振动的特点：
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结论：
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；
防止共振时，应使驱动力的频率 与物体的固有频率不同，而且相差 越大越好．
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小结:
1.受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动 2.物体做受迫振动时，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
11.5 外力作用下的振动
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复习回顾
1.单摆的理想化模型：
在细线的一端拴上一个小球，另一端固
定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽
略不计，球的直径比线长短得多。
2.单摆运动的性质：
在摆角 < 5°的条件下，单摆的振动可
外力作用下的振动--优质获奖精品教案 (1)
11.5外力作用下的振动(教师用书独具)●课标要求1 .知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况．2 .知道什么是受迫振动，知道受迫振动的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．●课标解读1 .能从能量转化的角度区别阻尼振动和无阻尼振动．2 .掌握受迫振动的概念，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．3 .知道什么是共振及产生共振的条件．4 .通过实例分析，知道共振的防止和应用．●教学地位本节从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频率的关系，最后通过演示实验证明当f驱＝f固时，物体做受迫振动的振幅最大，引入共振的概念，本节具有较强的实用性．(教师用书独具)●新课导入建议实际的振动系统不可避免受到摩擦阻力和其它因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动最后停下来，这种振动叫阻尼振动，如果在机械能损耗的同时我们不断地给系统补充能量，物体运动的振动情形又如何呢？这节课我们共同探究这一问题．●教学流程设计课前预习安排看教材，学生合作讨论完成【课前自主导学】步骤1：导入新课，本节教学地位分析步骤2：老师提问，学生回答补充，检查预习效果步骤3：师生互动完成“探究1”教师讲解例题步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】验证学习情况步骤6：完成“探究3”重在讲解综合应用规律、方法、技巧步骤5：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】1.(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11－5－1所示，振幅越来越小，最后停止振动．图11－5－1③实际振动的理想化当阻尼很小时，在不太长的时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它当做简谐运动来处理．2. 思考判断(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．(√)3. 探究交流前面我们学习过的弹簧振子的运动是属于简谐运动还是阻尼振动呢？【提示】实际的弹簧振子在运动中除受到弹力之外，还受到摩擦力等阻力的作用，振幅逐渐减小，即做的是阻尼振动．如果阻力很小，可以忽略，那么振子的运动就是只在回复力作用下的运动，是简谐运动．1.(1)受迫振动①持续振动的获得实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，最简单的办法是使周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗．②驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．③受迫振动：振动系统在驱动力作用下的振动．④受迫振动的频率做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．(2)共振①条件：驱动力频率等于物体的固有频率．②特征：在无阻尼受迫振动中，共振时受迫振动的振幅最大．③共振曲线：如图11－5－2所示．图11－5－2④共振的应用与防止a．共振的应用在应用共振时，使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率．b．共振的防止在防止共振时，使驱动力的频率与系统的固有频率相差越大越好．2. 思考判断(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．(×)3 .探究交流用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，并从桶中溅出来，这是为什么？【提示】挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶的作用，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．1. 阻尼振动与无阻尼振动有何区别？2. 你能否举例说出日常生活中的阻尼振动和无阻尼振动？阻尼振动与无阻尼振动的比较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 .无阻尼振动是一种理想情况，也叫简谐振动．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．(2013·丽水检测)一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是()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【审题指导】在阻尼振动中，振动系统的机械能减小，即动能和势能之和减小．但在一段较短的时间内，动能和势能不一定都减小，关键要看动能与势能之间是如何转化的．【解析】单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故选项B、C不对．【答案】AD1. (2013·信阳检测)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【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，在平衡位置，位移为零；而后，位移增大，直至动能为零时位移达到最大；然后位移又减小到零，所以位移不是一直减小．根据单摆的周期公式T＝2πl g，l不变，则T不变．故A、D正确．【答案】AD1. 受迫振动和自由振动有何区别？2. 共振的条件是什么？3. 如何从功能的角度分析共振现象？1.自由振动、受迫振动、共振的比较(1)自由振动：江山易改，本性难移．(2)受迫振动：寄人篱下，身不由己．(3)共振：情投意合，心随你动．2 .对共振的理解(1)从受力角度来看振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，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，从而使振幅达到最大．(2)从功能关系来看当驱动力频率越接近物体的固有频率时，驱动力与物体运动一致的次数越多，驱动力对物体做正功越多，振幅就越大．当驱动力频率等于物体固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量时，振幅才不再增加．(3)共振曲线图11－5－3①两轴的意义纵轴：受迫振动的振幅，如图11－5－3所示．横轴：驱动力频率．②f0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，相差越大，振幅越小．1 .当驱动力的频率与固有频率相差越大时，振动的振幅就越小；当驱动力的频率与固有频率相等时，振幅最大．2 .从受迫振动的振幅与频率的关系图象中可以得到振动的固有频率，在计算中可以利用这一条件．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图11－5－4甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不变，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()图11－5－4A．由图线可知T0＝4 sB．由图线可知T0＝8 sC．当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D．当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小【审题指导】(1)由乙图可知振子的固有周期．(2)由丙图可知驱动力的周期．(3)最后利用共振的条件分析判断．【解析】图乙是弹簧振子未加驱动力时振动的图线，故由题图乙读出的周期为其振动的固有周期，即T0＝4 s．图丙是弹簧振子在驱动力作用下的振动图线．做受迫振动的物体，其振动的周期等于驱动力的周期，即T＝8 s．当固有周期与驱动力的周期相同时，其振幅最大；周期差别越大，其振动振幅越小．由以上分析可知，A、C对．【答案】AC解决这类问题关键是区分物体的固有频率、驱动力的频率和振动物体的频率，因此在题目中要找准驱动力．当物体做受迫振动时，其振动频率就等于驱动力的频率．当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，此振动物体振动的振幅最大．图11－5－52. 如图11－5－5所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，测得振动频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min，当振子振动稳定后，它的振动周期为()A.12s B.14s C．2 s D．4 s【解析】匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期跟把手转动的周期是相同的，振子做受迫振动的周期又等于驱动力的周期，其频率也等于驱动力的频率，与原自由上下振动频率无关．摇把匀速转动的转速为240 r/min＝4r/s，角速度ω＝8πrad/s，所以驱动力的周期T＝2πω＝2 π8 π＝0.25 s.【答案】 B图11－5－6(2013·龙岩检测)如图11－5－6为一单摆的共振曲线，图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长．【规范解答】由图象可以看出，当驱动力的频率为0.4 Hz时，单摆的振幅最大，此时单摆共振．由共振的条件可知，单摆的固有频率为0.4 Hz，由T＝2πLg＝1f可得L＝g4π2f2＝1.56 m.【答案】 1.56 m解决共振问题的思路1 .在分析解答有关共振问题时，要抓住产生共振的条件分析：驱动力的频率等于固有频率时产生共振，此时振动的振幅最大．2 .在解决有关共振的实际问题时，要抽象出受迫振动这一物理模型，弄清驱动力频率和固有频率，然后利用共振的条件进行求解．3 .图象法解决问题直观方便，利用共振图线可以找出最大振幅，以及振动的固有频率或固有周期，然后再利用周期公式进行分析．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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变【解析】在阻尼振动中，机械能不断减小，振幅也不断减小，而周期与振动有无阻尼无关，因而不会变化，故B、D正确．【答案】BD2 .洗衣机正常工作时外壳的振动比较平稳，但是切断电源后的洗衣机外壳某一时刻振动非常厉害(如图11－5－7甲所示，水波波纹大)，过一会儿又振动平稳些(如图乙所示，水波波纹小)，对此正确的解释是()甲乙图11－5－7A．随着转速变化，固有频率越来越大B．随着转速变化，固有频率越来越小C．随着转速变化，驱动力频率越来越大D．驱动力频率由接近固有频率逐渐远离固有频率【解析】固有频率由振动系统本身因素决定，与转速等因素无关，A、B 错；切断电源后，洗衣机做受迫振动，电动机转速变慢，周期变长，频率减小，开始振动厉害是洗衣机的共振现象，根据共振条件可知，驱动力频率由接近固有频率逐渐远离固有频率，D对．【答案】 D3. (2013·烟台质检)如图11－5－8所示的演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现振动稳定后()图11－5－8A．各摆的固有周期均相同B．各摆振动的周期均与A摆相同C．C摆振幅最大D．B摆振动周期最小【解析】单摆的固有周期由摆长决定，故除A、E固有周期相同外，其他摆的固有周期都不相同，A错；A摆动后，通过水平绳对周围的B、C、D、E四个单摆提供周期性的驱动力，四摆都在同一驱动力作用下运动，故它们的振动周期均与A摆的固有周期相同，B对，D错；其中E摆发生共振现象，振幅最大，C错．【答案】 B4 .(2013·临川检测)图11－5－9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11－5－9A．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B．驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3C．假如让振子自由振动，它的频率为f2D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2、f3【解析】理解共振曲线是关键，驱动力频率为f2时弹簧振子的振幅最大，f2也就等于弹簧振子的固有频率，故振子自由振动时，它的频率为固有频率f2，当驱动力频率为f1、f3时，弹簧振子只做受迫振动，其频率与振子固有频率无关．A、B、C正确．【答案】ABC图11－5－105 .如图11－5－10所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图．在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速可能为多少？a、b、c、d此时振动频率分别为多少？【解析】钢片b振幅最大，说明可能发生了共振现象，根据共振的条件知，f驱＝f固＝60 Hz，电动机的转速为60 r/s，钢片a、c、d做的是受迫振动，其频率f迫＝f驱＝60 Hz.【答案】60 r/s均为60 Hz。
外力作用下的振动--优质获奖精品教案 (9)
11.5外力作用下的振动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。
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。
《外力作用下的振动》 说课稿
《外力作用下的振动》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“外力作用下的振动”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“外力作用下的振动”是高中物理选修 3-4 第十一章“机械振动”中的第五节内容。
这部分知识是在学生已经学习了简谐运动的概念、规律以及受迫振动的基础上，进一步探讨外力作用下振动的特点和规律。
它不仅是对前面知识的深化和拓展，也为后续学习共振现象及其应用奠定了基础。
通过本节课的学习，学生将进一步理解振动的本质，掌握振动的相关规律，提高运用物理知识解决实际问题的能力。
同时，也有助于培养学生的科学思维和探究精神。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了简谐运动的基本概念和规律，对振动现象有了一定的认识。
但是，对于外力作用下振动的特点和规律，学生可能还存在一些困惑和理解上的困难。
在思维能力方面，高中生已经具备了一定的抽象思维和逻辑推理能力，但对于较为复杂的物理问题，还需要教师进行引导和启发。
此外，学生在实验探究方面已经有了一定的经验，但在设计实验和分析实验数据方面，还需要进一步培养和提高。
三、教学目标基于对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）理解阻尼振动的概念，知道阻尼振动中能量的转化情况。
（2）理解受迫振动的概念，知道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。
（3）理解共振的概念，知道共振发生的条件，了解共振现象在生活和生产中的应用。
2、过程与方法目标（1）通过观察阻尼振动和受迫振动的实验，培养学生的观察能力和分析问题的能力。
（2）通过探究共振现象的实验，培养学生的实验设计能力和数据处理能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对振动现象的研究，激发学生学习物理的兴趣，培养学生的科学态度和科学精神。
（2）通过了解共振现象在生活和生产中的应用，让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系，增强学生将物理知识应用于实际的意识。
人教版选修3-4 11.5 外力作用下的振动 教案 word版含答案
课时11.5外力作用下的振动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。
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。
导入新课:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。
有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。
这使他大为惊奇,终于惊忧成疾。
他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,闻讯前来探望刘和尚,他拿出刀来把磬磨去几处,从此以后磬就不再自鸣了。
1.固有频率如果振动系统不受①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)振动系统中最常见的外力是摩擦力或其他阻力。
当系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了②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③减小的振动,叫作阻尼振动。
(2)振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得④越快。
阻尼过大时,系统不能发生振动。
3.受迫振动(1)驱动力作用在振动系统上的⑤周期性外力叫驱动力。
(2)受迫振动振动系统在⑥驱动力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⑦驱动力的频率,与系统的⑧固有频率无关。
4.共振(1)共振的条件是⑨驱动力频率等于系统的固有频率。
(2)共振是一种特殊的⑩受迫振动,产生共振时,物体的振幅最大(填“最大”或“最小”)。
1.振动系统常见的外力是什么?解答: 是摩擦力或其他阻力。
2.阻尼振动的图象有什么特点?解答: 振幅越来越小。
3.驱动力的频率满足什么条件时振子的振幅最大?解答: 驱动力的频率等于系统的固有频率。
11.5-外力作用下的振动教案
11.5-外力作用下的振动教案D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，在这种情况下，它将怎样运动呢？本节课我们来学习这方面的问题。
（二）新课教学1、阻尼振动前面我们研究了简谐运动中能量的转化，对简谐运动而言，当供给振动系统一定的能量使它开始振动后，由于机械能守恒，它就以一定的振幅永不停息地振动下去，简谐运动是一种理想化的振动。
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。
现象：单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来。
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。
①阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。
所谓“阻尼”是指消耗系统能量的因素，它主要分两类：一类是摩擦阻尼，例如单摆运动时的空气阻力等；另一类是辐射阻尼，例如音叉发声时，一部分机械能随声波辐射到周围空间，导致音叉振幅减小。
由于振动系统受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系统的机械能随着时间而减少，同时振幅也逐渐减小。
阻尼越小，振幅减小得越慢。
阻尼过大时，系统将不能发生振动。
当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为理想振动来处理。
②阻尼振动的图象：（要求学生画出上述单摆和音叉的运动图象，在实物投影仪上展示，并给予讲评）2、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，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗。
11.5 外力作用下的振动.PPTX
一、阻尼振动
如果振动系统受阻力的作用，它的振动将会怎样？
振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动
二、受迫振动
阻尼振动最终要 停下来，那么怎样才 能产生持续的振动呢？
周期性的外力叫驱动力。驱动力补偿系统的能量损失，使系 统持续振动下去。系统在驱动力作用下的振动叫受迫振动。
受迫振动的频率跟什么频率有关？
跳
板
受驱
例2.如图所示,在曲柄A上悬挂一个弹簧振子,如果转动摇把C可带 动曲轴BAD.用手往下拉振子,再放手使弹簧振子上下振动,测得振子 在10s内完成20次全振动；若匀速转动摇把,当转速为______r/min 时,弹簧振子的振幅最大；当播把转速为n=240r/min时,弹簧振子振 动稳定后的振动周期为______s.
迫 振
动 力
动
f受迫= f驱动
跳 板 自 由 振 动
f自由= f固有
系统做受迫振动时，它的频率等于驱动力的频率，与系统 的固有频率无关。
如果驱动力频率接近或等于系统的固有频率会怎样呢？
演示实验
2 1
3 4
三、共振
当驱动力频率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。
声音的共振现象叫做共鸣
第十一章 机械振动
11.5 外力作用下的振动
课标解读
1．知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况。 2．知道什么是受迫振动及产生条件，掌握物体做受迫振动的
特点。 3. 知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的
应用和危害。
龙洗盆
若以手摩擦两耳得法，产生共振，即可泛起水花，景象十 分别致。
什么是共振？学习了今天的知识我们就知道了
答案: 120; 0.25
高二物理《外力作用下的振动》教案分析
高二物理《外力作用下的振动》教案分析课时11.5 外力作用下的振动知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
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。
理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
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。
导入新课:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。
有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。
这使他大为惊奇,终于惊忧成疾。
他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,闻讯前来探望刘和尚,他拿出刀来把磬磨去几处,从此以后磬就不再自鸣了。
1.固有频率如果振动系统不受①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。
阻尼振动振动系统中最常见的外力是摩擦力或其他阻力。
当系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了②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③减小的振动,叫作阻尼振动。
振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得④越快。
阻尼过大时,系统不能发生振动。
受迫振动驱动力作用在振动系统上的⑤周期性外力叫驱动力。
受迫振动振动系统在⑥驱动力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⑦驱动力的频率,与系统的⑧固有频率无关。
共振共振的条件是⑨驱动力频率等于系统的固有频率。
共振是一种特殊的⑩受迫振动,产生共振时,物体的振幅最大。
振动系统常见的外力是什么?解答:是摩擦力或其他阻力。
阻尼振动的图象有什么特点?解答:振幅越来越小。
驱动力的频率满足什么条件时振子的振幅最大?解答:驱动力的频率等于系统的固有频率。
主题1:阻尼振动问题:观察实际单摆的振动,你会发现什么现象?原因是什么?如果把同样的单摆放入水中,你会发现什么现象?原因是什么?比较上述两种现象,你能得出什么结论?解答:单摆的振幅越来越小,逐渐停止振动;单摆振动过程中要克服各种阻力做功,能量不断损失。