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第六节 受迫振动 共振
从化中学 李东贤
【教学目标】
一、知识与技能
1、掌握阻尼振动的概念,知道阻尼振动中的能量转化的情况;
2、知道在什么情况下可以把实际的振动看作简谐运动;
3、知道受迫振动和共振的概念;特点以及它们的区别和共同点;
4、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率;与固有频率不同;
5、知道发生共振的条件;知道共振的应用和防止的实例。
二、过程与方法
1、通过再现实际振动情景,让学生知道实际的振动一般是阻尼振动
2、通过实际演示,总结归纳得到受迫振动的频率决定于驱动力的频率;
3、通过演示、举例,了解什么是共振, 并大致画出共振曲线,认识共振曲线的物理意义。
4、了解共振的应用和防止。
三、情感态度与价值观
1、培养学生善于观察与思考的学习习惯。
2、通过受迫振动的频率由驱动力的频率决定,认识内因和外因的关系。通过共振的应用和防止的教学,渗透一分为二的观点;
3、懂得进行物理实验是学习与掌握物理知识的主要途经。
【教学重点、难点】
1、重点:受迫振动的概念;共振的概念及产生共振的条件。
2.难点:受迫振动的频率由驱动力的频率决定;当f驱=f固时,物体受迫振动的振幅最大。
【教学用具】
CAI课件、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、小槌。
【教学过程】
一、创设情境,了解受迫振动
我们刚刚学过了弹簧振子和单摆。在忽略到它们所受的空气阻力和摩擦力时,系统的机械能守恒,它们会以不变的振幅永不停息地振动下去。这种振动我们称为等幅振动。
但是实际情况下这两种振子在振动过程中,肯定是要受到空气阻力的作用,因此它们的振幅会越来越小,最后静止振动。这类振动我们称为阻尼振动。
提问:是不是所有的振动,只要有空气阻力存在,它们的振动都会越来越慢,最终停止的呢?(稍作停顿,让学生思考)
通过两个实例来帮助学生思考:
事例一:机械钟摆在摆动过程中,虽然受空气阻力,但是我们只要定期给这座钟上发条,它会不会停下来?
事例二:如果一个人坐在秋千上玩,那秋千荡了一会就会停下来,那是因为秋千在荡的过程中要受到空气阻力的作用。但如果旁边有一个人帮助推一下,只要他不停的推一下,那秋千摆动就不会停下来。
一般情况下,在空气中的振动最终都要停下来,但如果定期给它一个动力,用来补偿空气阻力所造成的能量损失,这个振动就可以一直维持下去。这种周期性的外力就叫做驱动力;这种情况下振子的振动已非己愿,它是被迫振动,所以物体在驱动力作用下的振动就称之为受迫振动。
(5)受迫振动的实例
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