高中物理人教版4第十一章機械振動5外力作用下的振動

《探究共振現(xiàn)象》說課稿《探究共振現(xiàn)象》，本節(jié)選自人教版，高中物理選修3-4第十一章第五節(jié)的部分內(nèi)容。實驗教學目標通過此次共振實驗的探究，讓學生知道共振及產(chǎn)生共振的條件，培養(yǎng)學生的探究實驗的能力；實驗過程設計實驗一：演示實驗如圖（1）所示，在一根硬桿上固定三個不同擺長的鐵質(zhì)小球，雙手握住硬桿兩端控制桿以一定的頻率來回轉(zhuǎn)動較小的角度，從而使三個小球做受迫振動。讓學生自己觀察可以發(fā)現(xiàn)：當轉(zhuǎn)動的頻率較大時，擺長較小的小球達到最大振幅，慢慢減小硬桿的轉(zhuǎn)動頻率，中等擺長的小球達到最大振幅，繼續(xù)減小硬桿的轉(zhuǎn)動頻率，擺長最大的小球慢慢達到最大振幅。引出實驗二：探究小球能夠達到最大振幅的條件；實驗二：探究性實驗實驗器材簡介：如圖（2）探究實驗中，我們用擺球來提供驅(qū)動力，稱之為驅(qū)動擺，驅(qū)動擺控制硬桿小角度來回轉(zhuǎn)動，從而使另一個擺球（稱之為從動擺）做受迫振動。固定從動擺的擺長，首先使驅(qū)動擺的擺長大于從動擺的擺長，等從動擺的振幅達到最大時，定性觀察從動擺的振幅并定量測量從動擺小球經(jīng)過光電門的遮光時間，遮光時間越長說明小球通過光電門的速度越小，對應的從動擺小球的振幅也越小，由此可以用從動擺小球經(jīng)過光電門的遮光時間來反映振幅的大小。記錄遮光時間，然后依次減小驅(qū)動擺的擺長，并做標記，此后每次實驗保持驅(qū)動擺的振動高度差不變，從而保證驅(qū)動擺擺到最低點的動能是一定的。觀察從動擺對應的振幅并定量測量其遮光時間。這里是我自己的實驗數(shù)據(jù)記錄和處理,總共取八組數(shù)據(jù)得到八個遮光時間，如下圖（3）-（10）：時間記錄：對應某一個驅(qū)動擺擺長，在從動擺的多次遮光時間中確定最小的遮光時間，這便是從動擺達到最大振幅的時候。圖（3）圖（4）圖（5）圖（6）圖（7）圖（8）圖（9）圖（10）用游標尺測量擺球的直徑，用刻度尺測量每個遮光時間對應的驅(qū)動擺的擺長。驅(qū)動擺擺球直徑的測量圖（10）從動擺擺球直徑的測量圖（11）實驗時每次改變驅(qū)動擺的繩長都要用筆在繩子上面做上標記，記錄完時間后將繩上的標記轉(zhuǎn)化到白紙上（描點）進行測量，最終擺長等于擺球半徑加上繩長部分。根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)制作表（1），記錄上述實驗數(shù)據(jù)表（1）轉(zhuǎn)換成圖像模式如表（2）表（2）分析實驗數(shù)據(jù)把驅(qū)動擺和從動擺近似看做單擺運動，根據(jù)單擺的知識可知，當驅(qū)動擺和從動擺的擺長相同時，它們的擺動周期也相等，即它們的擺動頻率相等，從而得出結(jié)論：當驅(qū)動擺的驅(qū)動頻率與從動擺的固有頻率相等時，從動擺的受迫振動有最大振幅。演示實驗和探究實驗完成以后，給出共振的定義，并分析總結(jié)后給出共振的條件：1.共振系統(tǒng)做受迫振動時，當驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振2.共振條件驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率三、實驗設計思路通過演示實驗，讓學生對共振有一個感性認識，激發(fā)學生求知欲，引出探究共振條件的實驗；在通過探究實驗，讓學生對共振有一個更加深刻的理解，培養(yǎng)其自主探究的能力，得出共振條件。四、實驗方法及效果評價1.亮點：此次研究共振的實驗設計以探究式實驗為主導路線，借助傳感器對整個的實驗進行定量分析，增大了實驗的可靠性，彌補了以往定性觀察的不足；2.從效果來看實驗一：該演示實驗可以讓學生自己動手制作實驗器材，親自做實驗，感受共振的物理過程，增強學生的參與感，同時還能培養(yǎng)學生的動手實踐能力；3.從效果來看實驗二：該探究實驗相對來說比較復雜，為了增大實驗成功的幾率，同時出于上課時間的考慮，教師應親手做實驗，但對