2.6 受迫振动 共振 教学设计-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第一册

中小学教育资源及组卷应用平台 2.6 受迫振动 共振 教学设计 一、核心素养目标 物理观念：理解受迫振动的概念，明确驱动力、固有振动与受迫振动的区别；掌握受迫振动的频率特点（等于驱动力频率，与固有频率无关）；建立共振的物理模型，知晓共振产生的条件（驱动力频率等于物体固有频率）及共振的强弱与阻尼的关系，深化对振动规律的全面认知。 科学思维：通过对比自由振动、受迫振动的频率差异，培养分类辨析能力；结合实验现象推理共振的产生机制，提升逻辑推理能力；运用共振知识解释生活中的共振现象与应用，建立“现象—规律—应用”的思维链条；分析共振的利与弊，培养辩证思维能力。 科学探究：经历“探究受迫振动的频率特点”“探究共振的产生条件”两组实验，掌握控制变量法的应用，学会设计实验、观察现象、记录数据并归纳结论；通过改变驱动力频率和阻尼大小，探究共振的影响因素，提升实验操作与创新能力。 科学态度与社会责任：结合共振在建筑、交通、航天等领域的应用与危害，认识物理规律的实用价值；通过分析共振灾害案例（如桥梁坍塌），培养安全意识与责任担当；在实验探究中尊重客观现象，养成严谨求实的科学态度，激发对振动现象的探究兴趣。 二、教学重难点 1.教学重点 受迫振动的概念与特点：明确受迫振动是物体在驱动力作用下的振动，掌握其频率由驱动力频率决定，与固有频率无关的核心规律。共振的产生条件与特点：理解共振产生的条件是驱动力频率等于物体的固有频率，知晓共振时物体的振幅达到最大值。共振的应用与防止：能结合实例说明共振的利（如共振筛、微波炉、乐器共鸣）与弊（如桥梁共振坍塌、机器共振损坏），并阐述对应的利用或防止措施。实验探究方法：掌握探究受迫振动频率和共振条件的实验设计思路，能通过实验现象归纳规律。 2.教学难点 固有频率与驱动力频率的辨析：难以区分物体的固有频率（由自身结构决定）与驱动力频率（由外部施力物体决定），易混淆二者对受迫振动的影响。共振产生机制的理解：无法从能量角度解释共振现象———当驱动力频率与固有频率相等时，驱动力与物体振动“同步”，能量传递效率最高，振幅最大。受迫振动中“频率无关性”的理解：对“受迫振动频率与固有频率无关”存在疑惑，难以接受“无论物体固有频率如何，都将以驱动力频率振动”的规律。复杂场景中共振现象的分析：如解释“士兵齐步过桥易引发共振”，难以将“齐步频率”与“桥梁固有频率”建立关联，无法准确判断共振的成因。 三、教学环节设计 （一）情境导入：从“共振灾害”到“生活现象” 灾害案例呈现：播放1940年美国塔科马海峡大桥因大风引发共振坍塌的短视频，展示大桥扭曲晃动直至断裂的震撼画面。提问：“坚固的大桥为何会被风吹垮？风与大桥之间存在怎样的作用关系？” 生活现象对比：展示两组图片：①微波炉加热食物；②共振筛筛选粮食；③吉他琴弦振动时琴箱共鸣。提问：“这些现象与大桥坍塌有什么共同的物理本质？为什么有的现象对我们有益，有的却造成灾害？”通过灾害案例的冲击与生活现象的疑问，激发学生探究兴趣，自然引出本节课主题———《受迫振动 共振》。 （二）新课讲授：自由振动与受迫振动 1.回顾：自由振动与固有频率 演示实验1：将弹簧振子从平衡位置拉开一段距离后静止释放，观察其振动；将单摆拉开小角度后静止释放，观察其振动。提问：“这两种振动中，物体的振动频率由什么决定？”引导学生回顾：物体在不受外力干扰（或仅受回复力）时的振动称为自由振动，其振动频率由物体自身的结构和性质决定，称为固有频率。例如，弹簧振子的固有频率由弹簧劲度系数和振子质量决定，单摆的固有频率由摆长和重力加速度决定。强调：固有频率是物体“与生俱来”的振动特性，不受 ... ...