第四節(jié)受迫振動(dòng)共振教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理滬科版2020選擇性必修第一冊-滬科版2020科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第四節(jié)受迫振動(dòng)共振教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理滬科版2020選擇性必修第一冊-滬科版2020課程基本信息1.課程名稱：第四節(jié)受迫振動(dòng)共振教學(xué)設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級和班級：2025-2026學(xué)年高中物理選擇性必修第一冊滬科版

3.授課時(shí)間：2025年X月X日第X節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)探究受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象，提升學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解釋實(shí)際問題的能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生理解系統(tǒng)在受迫振動(dòng)下的動(dòng)態(tài)行為，發(fā)展學(xué)生的系統(tǒng)分析和建模能力。

3.提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)在工程應(yīng)用中的重要性，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣和責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解受迫振動(dòng)和共振的概念，能夠區(qū)分自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)。

②掌握受迫振動(dòng)的頻率特性，特別是共振現(xiàn)象及其條件。

③通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證共振現(xiàn)象的發(fā)生及其影響因素。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解共振時(shí)振幅最大且能量傳遞效率最高的物理機(jī)制。

②分析并解釋實(shí)際中如何避免共振帶來的負(fù)面影響，如橋梁、建筑物的振動(dòng)控制。

③將受迫振動(dòng)和共振的原理應(yīng)用于實(shí)際工程問題中，如樂器音調(diào)的調(diào)節(jié)、機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)控制等。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有《高中物理選擇性必修第一冊滬科版2020》教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象相關(guān)的圖片、動(dòng)畫演示視頻，以及頻率-振幅曲線圖等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備彈簧振子、頻率計(jì)、砝碼、滑輪、繩子等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示受迫振動(dòng)和共振實(shí)驗(yàn)。

4.教室布置：設(shè)置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，安排分組討論區(qū)，確保實(shí)驗(yàn)安全和教學(xué)活動(dòng)順利進(jìn)行。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（1）同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了自由振動(dòng)的基本概念，今天我們將探討一個(gè)更復(fù)雜的現(xiàn)象——受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)是實(shí)際生活中非常常見的現(xiàn)象，比如鐘擺的擺動(dòng)、樂器的發(fā)聲等。那么，什么是受迫振動(dòng)呢？它有什么特點(diǎn)呢？讓我們一起進(jìn)入今天的課堂，去揭開這個(gè)神秘的面紗。

二、新課講授

（2）首先，我會(huì)通過一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)來展示受迫振動(dòng)。我會(huì)用彈簧振子作為實(shí)驗(yàn)器材，通過不斷改變拉力的大小和方向，讓學(xué)生觀察振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在這個(gè)過程中，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生思考：振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為什么會(huì)發(fā)生改變？這與我們之前學(xué)習(xí)的自由振動(dòng)有什么不同？

（3）通過觀察實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拉力的大小和方向發(fā)生改變時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也會(huì)隨之改變。這與自由振動(dòng)不同，自由振動(dòng)是由振子自身的彈性勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化而引起的。而受迫振動(dòng)則是由于外部周期性力的作用，使得振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷發(fā)生變化。

（4）接下來，我會(huì)進(jìn)一步講解受迫振動(dòng)的特點(diǎn)。受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而振幅則與驅(qū)動(dòng)力的振幅、阻尼系數(shù)和振子的固有頻率有關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接近振子的固有頻率時(shí)，振幅會(huì)達(dá)到最大，這種現(xiàn)象稱為共振。

（5）為了讓學(xué)生更好地理解共振現(xiàn)象，我會(huì)用動(dòng)畫演示共振的發(fā)生過程。通過動(dòng)畫，學(xué)生可以直觀地看到振幅隨著驅(qū)動(dòng)力頻率的變化而變化，以及共振時(shí)振幅達(dá)到最大值的情況。

（6）接下來，我會(huì)結(jié)合實(shí)際生活中的例子，如樂器的音調(diào)調(diào)節(jié)、橋梁的振動(dòng)控制等，讓學(xué)生了解受迫振動(dòng)和共振在工程應(yīng)用中的重要性。

三、課堂練習(xí)

（7）為了鞏固學(xué)生對受迫振動(dòng)和共振的理解，我會(huì)設(shè)計(jì)一些課堂練習(xí)題。例如，讓學(xué)生根據(jù)已知條件，計(jì)算振子的振幅、頻率等參數(shù)；或者分析實(shí)際工程問題中，如何避免共振帶來的負(fù)面影響。

四、分組討論

（8）接下來，我會(huì)將學(xué)生分成小組，讓他們針對以下問題進(jìn)行討論：

1.受迫振動(dòng)與自由振動(dòng)的區(qū)別是什么？

2.共振現(xiàn)象在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用？

3.如何避免共振帶來的負(fù)面影響？

（9）在討論過程中，我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的觀點(diǎn)和見解。同時(shí)，我會(huì)巡視各個(gè)小組，給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和幫助。

五、課堂小結(jié)

（10）在討論結(jié)束后，我會(huì)對本次課程進(jìn)行總結(jié)，回顧受迫振動(dòng)和共振的基本概念、特點(diǎn)以及在工程應(yīng)用中的重要性。

（11）最后，我會(huì)布置課后作業(yè)，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識。作業(yè)包括：

1.完成課堂練習(xí)題；

2.查找相關(guān)資料，了解共振在實(shí)際生活中的應(yīng)用；

3.思考如何將受迫振動(dòng)和共振的原理應(yīng)用于自己的生活中。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-受迫振動(dòng)在樂器中的應(yīng)用：介紹不同樂器如何通過受迫振動(dòng)產(chǎn)生音調(diào)，例如小提琴的弦振動(dòng)和鋼琴的琴錘擊弦。

-振動(dòng)與聲音的關(guān)系：探討振動(dòng)如何轉(zhuǎn)化為聲音，以及聲音的傳播特性，如音調(diào)、響度和音色。

-振動(dòng)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用：研究共振在建筑、橋梁和機(jī)械設(shè)計(jì)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以及如何通過設(shè)計(jì)來減少共振的影響。

-振動(dòng)與日常生活的聯(lián)系：討論日常生活中常見的振動(dòng)現(xiàn)象，如汽車懸掛系統(tǒng)、洗衣機(jī)脫水時(shí)的振動(dòng)等。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過在線課程或視頻平臺(tái)查找關(guān)于樂器振動(dòng)原理的教學(xué)視頻，深入了解不同樂器如何產(chǎn)生和調(diào)節(jié)音調(diào)。

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀科普文章或書籍，了解聲音的傳播機(jī)制和聲音工程的基本概念。

-組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐囊魳窂d或科學(xué)博物館，實(shí)地觀察樂器制作和振動(dòng)展示，增強(qiáng)對振動(dòng)現(xiàn)象的理解。

-設(shè)計(jì)一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自己制作簡單的振動(dòng)裝置，如用木棍和橡皮筋制作簡易的樂器，通過實(shí)驗(yàn)觀察振動(dòng)和聲音的關(guān)系。

-讓學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)項(xiàng)目，如參與學(xué)校或社區(qū)的噪聲監(jiān)測活動(dòng)，了解振動(dòng)與噪聲控制的關(guān)系。

-引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，結(jié)合數(shù)學(xué)、藝術(shù)和工程學(xué)知識，探索振動(dòng)在多領(lǐng)域中的應(yīng)用和影響。

-安排學(xué)生小組合作，研究振動(dòng)在特定工程案例中的應(yīng)用，如橋梁設(shè)計(jì)的振動(dòng)分析，以增強(qiáng)他們的實(shí)際應(yīng)用能力。

-鼓勵(lì)學(xué)生撰寫小論文，探討振動(dòng)在環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約方面的潛在應(yīng)用，如振動(dòng)傳感器在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用。

-通過角色扮演或模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)工程師在設(shè)計(jì)過程中如何平衡振動(dòng)控制與性能需求。重點(diǎn)題型整理1.題型示例：

**題目**：一個(gè)質(zhì)量為m的物體掛在彈簧上，彈簧的勁度系數(shù)為k，當(dāng)物體以頻率ω0振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到共振。求此時(shí)物體的最大振幅A。

**答案**：當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到共振時(shí)，最大振幅A可以通過以下公式計(jì)算：

\[A=\frac{F_{驅(qū)}}{k-\frac{m\omega_0^2}{k}}\]

其中，\(F_{驅(qū)}\)是驅(qū)動(dòng)力的振幅。

2.題型示例：

**題目**：一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個(gè)周期性力的作用，力的大小為F0，頻率為ω。若物體在平衡位置附近做簡諧振動(dòng)，求振動(dòng)的振幅A。

**答案**：振幅A可以通過以下公式計(jì)算：

\[A=\frac{F_0}{k-m\omega^2}\]

其中，k是物體所受的阻尼系數(shù)。

3.題型示例：

**題目**：一個(gè)質(zhì)量為m的彈簧振子，其固有頻率為ω0。當(dāng)它受到一個(gè)頻率為ω的周期性外力作用時(shí)，求振子的振幅A。

**答案**：振幅A可以通過以下公式計(jì)算：

\[A=\frac{F_{驅(qū)}}{\sqrt{(k-m\omega^2)^2+(\frac{m\omega_0^2}{k})^2}}\]

其中，\(F_{驅(qū)}\)是驅(qū)動(dòng)力的振幅。

4.題型示例：

**題目**：一個(gè)質(zhì)量為m的彈簧振子在阻尼力作用下做阻尼振動(dòng)，阻尼系數(shù)為c。若初始時(shí)刻振子的速度為v0，求振子的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。

**答案**：振子的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律可以通過以下微分方程描述：

\[m\frac{d^2x}{dt^2}+c\frac{dx}{dt}+kx=0\]

解這個(gè)方程，可以得到振子的速度v隨時(shí)間t的變化表達(dá)式。

5.題型示例：

**題目**：一個(gè)質(zhì)量為m的彈簧振子在水平面上受到一個(gè)周期性驅(qū)動(dòng)力F0cos(ωt)的作用，求振子的位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律。

**答案**：振子的位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律可以通過以下微分方程描述：

\[m\frac{d^2x}{dt^2}+c\frac{dx}{dt}+kx=F_0\cos(\omegat)\]

解這個(gè)方程，可以得到振子的位移x隨時(shí)間t的變化表達(dá)式。教學(xué)反思教學(xué)反思

今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象?；仡櫼幌拢矣X得有幾個(gè)方面做得還不錯(cuò)，但也有些地方可以改進(jìn)。

首先，我覺得課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)挺成功的。通過實(shí)驗(yàn)展示，讓學(xué)生直觀地感受到了受迫振動(dòng)的現(xiàn)象，激發(fā)了他們的好奇心。我看到學(xué)生們在觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，眼神中充滿了好奇和期待，這讓我感到很欣慰。

然后，我在講解受迫振動(dòng)和共振的概念時(shí)，盡量用通俗易懂的語言，結(jié)合實(shí)際生活中的例子，讓學(xué)生更容易理解。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我在講解共振現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生們特別感興趣，他們紛紛舉手提問，我也很高興看到他們能夠主動(dòng)參與到課堂中來。

在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)與課本內(nèi)容相關(guān)的題目，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識。我發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生能夠順利地完成這些題目，這說明他們對受迫振動(dòng)和共振的概念有了比較清晰的認(rèn)識。

但是，在教學(xué)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在講解共振現(xiàn)象時(shí)，有些學(xué)生對于共振條件中的“驅(qū)動(dòng)力的頻率接近振子的固有頻率”這部分內(nèi)容理解起來有些困難。這讓我意識到，在今后的教學(xué)中，我需要更加注重對概念的理解和解釋，讓學(xué)生能夠真正地掌握這些知識。

另外，我還發(fā)現(xiàn)，在分組討論環(huán)節(jié)，部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)樗麄儗τ懻摰脑掝}不夠感興趣或者不知道如何展開討論。為了解決這個(gè)問題，我打算在接下來的教學(xué)中，提前讓學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，并給出一些討論的提示，引導(dǎo)他們更好地參與討論。

在教學(xué)資源準(zhǔn)備方面，我也做了一些思考。我發(fā)現(xiàn)，雖然多媒體資源能夠幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念，但過多的多媒體展示可能會(huì)分散學(xué)生的注意力。因此，我決定在今后的教學(xué)中，更加注重教材內(nèi)容，適當(dāng)使用多媒體資源，讓學(xué)生在課堂上能夠集中精力學(xué)習(xí)。教學(xué)評價(jià)1.課堂評價(jià)：

-在課堂上，我通過提問的方式檢驗(yàn)學(xué)生對受迫振動(dòng)和共振概念的理解。例如，我會(huì)問：“當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振子的固有頻率時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？”通過學(xué)生的回答，我能夠判斷他們對共振條件的掌握程度。

-觀察學(xué)生的課堂參與度也是評價(jià)教學(xué)效果的重要方式。我注意到，在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，學(xué)生們都非常積極地觀察和提問，這表明他們對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容感興趣。

-為了及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，我在課堂上進(jìn)行了一些小測驗(yàn)。這些測驗(yàn)包括選擇題和簡答題，通過這些測驗(yàn)，我能夠快速評估學(xué)生對基本概念和公式的掌握情況。

2.作業(yè)評價(jià)：

-我對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行了詳細(xì)的批改和點(diǎn)評。在批改過程中，我不僅關(guān)注學(xué)生對公式和公式的應(yīng)用，還注意他們是否能夠?qū)⒗碚撝R與實(shí)際問題相結(jié)合。

-對于作業(yè)中的錯(cuò)誤，我給出了具體的反饋，并指導(dǎo)學(xué)生如何糾正。例如，如果一個(gè)學(xué)生在計(jì)算振幅時(shí)錯(cuò)誤地使用了頻率，我會(huì)指出這個(gè)錯(cuò)誤，并解釋正確的計(jì)算方法。

-我還鼓勵(lì)學(xué)生在作業(yè)中提出自己的疑問，這樣不僅能夠幫助他們鞏固知識，還能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探究精神。

-在反饋?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，我盡量保持積極的態(tài)度，即使學(xué)生在某些問題上犯了錯(cuò)誤，我也會(huì)肯定他們在其他方面的努力和進(jìn)步。

3.學(xué)生自評和互評：

-我鼓勵(lì)學(xué)生在課后進(jìn)行自我評價(jià)，反思自己在學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)點(diǎn)和不足。這種自我評價(jià)有助于學(xué)生認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并為改進(jìn)學(xué)習(xí)策略提供依據(jù)。

-此外，我還組織了學(xué)生互評活動(dòng)，讓學(xué)生之間相互評價(jià)作業(yè)。這種互評不僅能夠提高學(xué)生的批判性思維能力，還能夠增強(qiáng)他們之間的合作精神。

4.定期測試：

-為了全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，我安排了定期的單元測試。這些測試涵蓋了受迫振動(dòng)和共振的所有重要知識點(diǎn)，包括概念理解、公式應(yīng)用和問題解決能力。

-測試結(jié)果不僅用于評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，還用于調(diào)整教學(xué)策略。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生在某個(gè)知識點(diǎn)上存在普遍的困難，我會(huì)重新組織教學(xué)，提供額外的輔導(dǎo)。板書設(shè)計(jì)1.本文重點(diǎn)知識點(diǎn)：

①受迫振動(dòng)的定義：在外力作用下，振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷變化的振動(dòng)。

②受迫振動(dòng)的頻率：等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。

③振幅與驅(qū)動(dòng)力振幅、阻尼系數(shù)和固有頻率的關(guān)系。

④共振現(xiàn)象：驅(qū)動(dòng)力的頻率