高二物理选修教案

11.5 外力作用下的振动

一、教学目标

（）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。

二、教学重点、难点：受迫振动，共振。

三、教具：弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器

四、教学过程

（一）复习提问

让学生注意观察教师的演示实验。教师把弹簧振子的振子向右移动至点，然后释放，则振子在弹性力作用下，在平衡位置附近持续地沿直线振动起来。重复两次让学生在黑板上画出振动图象的示意图（图中的Ⅰ）。

再次演示上面的振动，只是让起始位置明显地靠近平衡位置，再让学生在原坐标上画出第二次振子振动的图象（图中的Ⅱ）。Ⅰ和Ⅱ应同频、同相、振幅不同。

结合图象和振子运动与学生一起分析能量的变化并引入新课。

（二）新课教学

现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。

问：振子从向运动过程中，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：振子从向运动过程中能量如何变化？振子由向、又由向运动的过程中，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。

教师指出：将振子从点释放后在弹簧弹力（回复力）作用下，振子向左运动，速度加大，弹簧形变（位移）减少，弹簧的弹性势能转化为振子的动能。当回到平衡位置时，弹簧无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的动能等于它在最大位移处（点）弹簧的弹性势能，也就是等于系统的总机械能。

在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。

由于简谐运动中总机械能守恒，所以简谐运动中振幅不变。如果初始时点与点的距离越大，到点时，振子的动能越大，则系统所具有的机械能越大。相应地，振子的