（浙江新高考專用版）2024-2025學(xué)年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 5 外力作用下的振動(dòng)教案 新人教版選修3-4

（浙江新高考專用版）2024-2025學(xué)年高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)5外力作用下的振動(dòng)教案新人教版選修3-4主備人備課成員教材分析《（浙江新高考專用版）2024-2025學(xué)年高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)5外力作用下的振動(dòng)教案新人教版選修3-4》

課程內(nèi)容：本章主要講述外力作用下的振動(dòng)，包括單擺在受外力作用下的振動(dòng)、彈簧振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)等。通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握外力作用下振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，了解受迫振動(dòng)的特點(diǎn)，以及掌握振動(dòng)控制和利用的基本方法。

教學(xué)目標(biāo)：1.了解外力作用下振動(dòng)的基本概念和特點(diǎn)。2.掌握受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法。3.學(xué)會(huì)分析振動(dòng)控制和利用的方法。

教學(xué)重點(diǎn)：1.受迫振動(dòng)的概念及其動(dòng)力學(xué)方程。2.振動(dòng)控制和利用的方法。

教學(xué)難點(diǎn)：1.受迫振動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的求解。2.振動(dòng)控制和利用的實(shí)踐應(yīng)用。

教學(xué)準(zhǔn)備：1.教學(xué)PPT。2.物理實(shí)驗(yàn)器材。

教學(xué)過程：1.引入：通過生活實(shí)例引入外力作用下的振動(dòng)概念。2.講解：講解受迫振動(dòng)的概念、動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法。3.實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，觀察和分析外力作用下的振動(dòng)現(xiàn)象。4.應(yīng)用：講解振動(dòng)控制和利用的方法，并進(jìn)行實(shí)例分析。5.總結(jié)：總結(jié)本章內(nèi)容，布置作業(yè)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本章節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度四個(gè)方面。首先，通過學(xué)習(xí)外力作用下的振動(dòng)，使學(xué)生建立正確的物理觀念，理解振動(dòng)現(xiàn)象的本質(zhì)和受迫振動(dòng)的特點(diǎn)。其次，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法分析振動(dòng)問題，能夠運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行受迫振動(dòng)的分析和求解。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證理論的能力，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理的能力。最后，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)問題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，勇于探究、勤于思考、善于表達(dá)，培養(yǎng)合作交流的能力。通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在物理學(xué)科核心素養(yǎng)方面得到全面的提升。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）受迫振動(dòng)的概念：本節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生理解受迫振動(dòng)的概念，即在外力作用下，振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生的振動(dòng)現(xiàn)象。受迫振動(dòng)是實(shí)際工程和自然界中常見的振動(dòng)現(xiàn)象，例如，橋梁在車輛行駛過程中的振動(dòng)、建筑在風(fēng)載作用下的振動(dòng)等。

（2）受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程：本節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法。受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程可以描述振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過求解方程可以得到振動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)。

（3）振動(dòng)控制和利用的方法：本節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生了解振動(dòng)控制和利用的方法，包括減振、隔振、振動(dòng)吸收等。這些方法在工程實(shí)際中具有重要意義，可以有效減小振動(dòng)的危害，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和舒適性。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）受迫振動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的求解：受迫振動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的求解是本節(jié)課的難點(diǎn)之一。學(xué)生需要掌握正確的求解方法，如運(yùn)用拉氏變換、傅里葉變換等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行求解。此外，學(xué)生還需要具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解和運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)公式。

（2）振動(dòng)控制和利用的實(shí)踐應(yīng)用：振動(dòng)控制和利用的實(shí)踐應(yīng)用是本節(jié)課的另一個(gè)難點(diǎn)。學(xué)生需要將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題中，如分析橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)在受迫振動(dòng)下的響應(yīng)，并采取相應(yīng)的控制和利用措施。

（3）實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理：在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生需要掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作方法，如設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置、測(cè)量振動(dòng)參數(shù)等。同時(shí)，學(xué)生還需要具備一定數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得出合理的結(jié)論。

針對(duì)以上重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中應(yīng)采取有針對(duì)性的講解和教學(xué)方法，如通過實(shí)例分析、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方式，幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識(shí)。同時(shí)，教師還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際問題解決能力，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《（浙江新高考專用版）2024-2025學(xué)年高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)5外力作用下的振動(dòng)教案新人教版選修3-4》的教材或?qū)W習(xí)資料，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便在教學(xué)過程中進(jìn)行直觀的展示和解釋。例如，可以準(zhǔn)備一些實(shí)際的振動(dòng)現(xiàn)象圖片、受迫振動(dòng)示意圖、彈簧振子振動(dòng)動(dòng)畫等，幫助學(xué)生更好地理解和掌握振動(dòng)概念。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，需要提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需的器材，如彈簧、質(zhì)量塊、振動(dòng)臺(tái)等，并確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。此外，還需要準(zhǔn)備一些測(cè)量工具，如位移傳感器、加速度計(jì)等，以便學(xué)生能夠準(zhǔn)確地測(cè)量和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，對(duì)教室環(huán)境進(jìn)行布置?？梢栽O(shè)置一些分組討論區(qū)，供學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。此外，還可以設(shè)置一些實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察。通過合理的教室布置，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度。

5.教學(xué)PPT：制作一份詳細(xì)的教學(xué)PPT，包含本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)例分析、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)。通過PPT的輔助教學(xué)，可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

6.教學(xué)輔導(dǎo)資料：準(zhǔn)備一些教學(xué)輔導(dǎo)資料，如講義、習(xí)題集等，以便學(xué)生在課后進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固。同時(shí)，還可以提供一些在線學(xué)習(xí)資源，如教學(xué)視頻、在線習(xí)題等，方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和拓展。教學(xué)流程本節(jié)課的教學(xué)流程分為三個(gè)環(huán)節(jié)：課前準(zhǔn)備、課中教學(xué)和課后作業(yè)，總用時(shí)不超過45分鐘。

1.課前準(zhǔn)備（5分鐘）

在課前，學(xué)生需要預(yù)習(xí)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，了解受迫振動(dòng)的概念、動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法，以及振動(dòng)控制和利用的基本方法。學(xué)生可以通過閱讀教材、查找相關(guān)資料等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.課中教學(xué)（35分鐘）

（1）引入環(huán)節(jié)（5分鐘）

教師通過生活實(shí)例引入外力作用下的振動(dòng)概念，如橋梁在車輛行駛過程中的振動(dòng)、建筑在風(fēng)載作用下的振動(dòng)等。引導(dǎo)學(xué)生思考振動(dòng)現(xiàn)象的本質(zhì)和受迫振動(dòng)的特點(diǎn)。

（2）講解環(huán)節(jié)（15分鐘）

教師講解受迫振動(dòng)的概念、動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法。重點(diǎn)講解受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，如運(yùn)用拉氏變換、傅里葉變換等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行求解。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際例子，闡述受迫振動(dòng)在工程和自然界中的應(yīng)用。

（3）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（10分鐘）

學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，觀察和分析外力作用下的振動(dòng)現(xiàn)象。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置、測(cè)量振動(dòng)參數(shù)，并指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證受迫振動(dòng)的特點(diǎn)和動(dòng)力學(xué)方程的準(zhǔn)確性。

（4）應(yīng)用環(huán)節(jié)（5分鐘）

教師講解振動(dòng)控制和利用的方法，如減振、隔振、振動(dòng)吸收等。引導(dǎo)學(xué)生思考如何將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題中，如分析橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)在受迫振動(dòng)下的響應(yīng)，并采取相應(yīng)的控制和利用措施。

3.課后作業(yè)（5分鐘）

學(xué)生完成課后作業(yè)，鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)。作業(yè)內(nèi)容包括但不限于：受迫振動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的求解、振動(dòng)控制和利用的實(shí)踐應(yīng)用等。教師及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解并掌握受迫振動(dòng)的概念，能夠描述在外力作用下振動(dòng)系統(tǒng)的行為特點(diǎn)。

2.掌握受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法，能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行受迫振動(dòng)的分析和求解。

3.了解振動(dòng)控制和利用的方法，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題中，如分析橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)在受迫振動(dòng)下的響應(yīng)，并采取相應(yīng)的控制和利用措施。

4.提高實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理能力，能夠正確設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置、測(cè)量振動(dòng)參數(shù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

5.增強(qiáng)物理觀念和科學(xué)思維能力，能夠運(yùn)用科學(xué)方法分析振動(dòng)問題，并能夠運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證理論。

6.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和合作交流能力，對(duì)待科學(xué)問題嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，勇于探究、勤于思考、善于表達(dá)，并能夠與同學(xué)進(jìn)行合作交流，共同解決問題。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)1.課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了外力作用下的振動(dòng)，包括受迫振動(dòng)的概念、動(dòng)力學(xué)方程及其求解方法，以及振動(dòng)控制和利用的方法。通過實(shí)驗(yàn)我們觀察了外力作用下的振動(dòng)現(xiàn)象，并運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行了分析。同學(xué)們能夠理解受迫振動(dòng)的特點(diǎn)，掌握受迫振動(dòng)的求解方法，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題中。希望大家能夠在課后繼續(xù)復(fù)習(xí)和鞏固，提高自己的物理素養(yǎng)。

2.當(dāng)堂檢測(cè)

為了鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，我們進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。請(qǐng)同學(xué)們回答以下問題：

（1）受迫振動(dòng)的概念是什么？受迫振動(dòng)的特點(diǎn)有哪些？

（2）受迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程是什么？如何運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行求解？

（3）振動(dòng)控制和利用的方法有哪些？請(qǐng)舉例說明。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，外力作用下的振動(dòng)現(xiàn)象有哪些特點(diǎn)？如何運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行分析？

請(qǐng)同學(xué)們?cè)谝?guī)定時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)，我們將對(duì)答案進(jìn)行批改并進(jìn)行反饋。課后拓展1.拓展內(nèi)容

（1）閱讀材料：《機(jī)械振動(dòng)在工程中的應(yīng)用》、《振動(dòng)控制技術(shù)及其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用》等，了解機(jī)械振動(dòng)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用案例，掌握振動(dòng)控制技術(shù)的基本原理和方法。

（2）視頻資源：《彈簧振子振動(dòng)實(shí)驗(yàn)》、《受迫振動(dòng)現(xiàn)象演示》等，通過觀看實(shí)驗(yàn)演示，加深對(duì)振動(dòng)現(xiàn)象的理解和認(rèn)識(shí)。

2.拓展要求

（1）學(xué)生利用課后時(shí)間自主閱讀相關(guān)材料，了