資源簡介

(共27張PPT)
生活中的振動
魯科版選擇性必修一
目錄
課標分析
part 01
教材分析
part 02
學情分析
part 03
教學目標
part 04
教學重難點
part 05
教學過程
part 06
課標分析
part 01
課標分析
這為教學目標的制定提供了方向指引，教學過程應圍繞這些要求展開，注重學生通過實驗探究獲取知識。
教材分析
part 02
教材版本與章節說明
魯科版物理選擇性必修一第2章第5節，內容編排體現學科知識系統性和邏輯性。
受迫振動
共振
本節實驗內容分析
受迫振動裝置探究影響因素，但儀器控制不精確，僅能定性演示，無法深入定量研究。
共振實驗通過單擺觀察，缺少探究過程，結論說服力有限，不滿足核心素養教學需求。
學情分析
part 03
學生在之前的物理學習中已經對振動相關知識有了一定的了解，但對于受迫振動和共振的概念及特點可能還不夠深入理解。在教學過程中需要基于學生已有的知識基礎進行引導和拓展。
學生實驗操作基礎扎實，需強化設計實驗、數據分析和結論得出能力。應注重培養邏輯思維和創新思維，通過問題引導及實驗活動促進提升。
學生知識基礎
能力水平分析
學生知識與能力基礎
針對高中學生的好奇心和求知欲，設計實驗探究的《生活中的振動》課程，激發學習積極性。
教學策略
在探究活動中，培養學生的創新思維，增強他們對抽象物理現象的理解和應用能力。
能力培養
通過實際操作，讓學生在理解受迫振動和共振的基礎上，提升實驗操作及數據分析能力。
實驗教學
01
02
03
學生學習特點與教學設計
教學目標
part 04
理解阻尼振動、受迫振動和共振的概念。
從能量角度理解振幅變化情況。
通過對實驗現象的觀察和分析，培養學生邏輯思維能力。
引導學生設計實驗方案，培養創新思維能力。
科學思維
科學探究
經歷實驗探究過程，提高學生動手操作能力和收集、處理數據的能力。
培養學生提出問題、解決問題的能力。
科學態度與責任
培養學生嚴謹認真的科學態度。
增強學生合作交流的意識和責任感。
物理觀念
教學重難點
part 05
教學重難點
理解阻尼振動、受迫振動和共振的概念及特點。
掌握探究受迫振動頻率與驅動頻率關系的實驗方法。
設計并實施探究受迫振動頻率與驅動頻率關系的實驗。
引導學生從實驗數據中分析得出共振條件。
教學重點
教學難點
教學過程
part 06
導入新課
通過水中振動的物塊和生活中常見的“蕩秋千”進行舉例分析，引出阻尼振動的概念。
阻尼振動實驗儀器介紹
教師輕推多功能振動實驗裝置中的小車振子讓其振動，利用自制的激光測距傳感器實時采集小車振子振動的位移隨時間變化的曲線，從實驗獲取阻尼振動的圖像
多功能振動實驗裝置
阻尼振動實驗操作
首先將小車振子推到一側靜止釋放，然后打開軟件采集位移-時間曲線。
1：實驗步驟詳解
展示采集到的曲線圖像，并分析得出阻尼振動振幅隨時間減小的結論。
3：實驗結果的記錄與分析
使用軟件工具采集振動數據，包括位移、速度等參數，為后續分析提供基礎。
2：實驗數據采集方法
從阻尼振動引出受迫振動
由實驗數據分析阻尼振動的振幅不斷減小，引導學生思考如何能夠得到持續穩定的振動？
提出驅動力和受迫振動的概念
多功能振動實驗裝置介紹
多功能振動實驗裝置與實驗準備
1.多功能振動實驗裝置包括芯片、激光測距傳感器、激光對射開關、驅動電機和調速器等，用于模擬和分析振動現象。
2.在實驗開始前，需要對位移傳感器進行調零，確保數據的準確性，并組裝好實驗裝置。
受迫振動實驗探究
2：受迫振動實驗的實施
1：確定固有頻率的步驟
先讓小車做阻尼振動采集位移時間圖像，然后選取數據計算出小車固有頻率。
3：驅動頻率改變的影響
多次改變驅動頻率并重復實驗，記錄多組數據，分析得出振動頻率等于驅動頻率時振幅最大。
啟動直線電機驅動小車做受迫振動，并采集相關數據，如位移-時間圖像、頻率和振幅。
實驗結果分析，發現共振
從實驗數據得到在誤差允許的范圍內,物體做受迫振動時,振動的頻率總等于驅動頻率,與物體的固有頻率無關
從受迫振動的振幅與頻率圖像中可以得到振幅隨著驅動頻率的增大呈現出的變化是先增大后減小,當驅動頻率等于固有頻率時,物體做受迫振動的振幅達到最大,即發生共 振
共振現象的觀察與分析
共振演示儀介紹
裝置由上下兩板組成,上板由往復電機穩定驅動,驅動頻率可調,通過側面光電門測量周期,獲得其頻率。
上板安裝一排鉆夾,用來固定不同的振子,通過上排光電門分別測量固有周期,得到固有頻率，在軟件上鎖定數據。
共振實驗步驟
1.儀器組裝與調試
確保振子固定牢固，軟件與光電門的校準
2.頻率測量與鎖定（固有頻率測量）
利用上排光電門測量所固定振子的固有周期
3.驅動頻率調節與實驗觀察
開啟共振演示儀的往復電機，通過調速器或軟件控制逐漸增大驅動頻率。
當驅動頻率等于固有頻率時，振子的振幅達到最大值，此時即為共振現象發生。
實驗數據的整理與呈現
數據整理的軟件工具介紹
介紹如何使用專業軟件工具對實驗數據進行整理，包括數據篩選、清洗和格式轉換等步驟。
01
數據呈現的圖表與圖像
展示經過整理的數據，通過圖表和圖像形式直觀呈現，便于分析和理解。
02
結論推導的數據分析方法
從整理好的數據中，通過對比、計算和邏輯推理等方法，得出實驗結論。
03
實驗總結
探究阻尼振動的特點
直觀認識阻尼振動現象
分析阻尼振動振幅變化規律
探究受迫振動的周期，描繪受迫振動的振幅與頻率圖像
探究受迫振動周期特性
揭示振幅與頻率關系及共振條件
利用創新儀器共振演示儀重現共振現象
強化對共振現象的直觀感受
深入理解共振原理和條件
謝謝

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