二、新课教学

1.简谐运动的能量

(1)用多媒体模拟：

水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸，松手后所做的简谐运动.

单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动;如下图甲、乙所示

(2)试分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情况，并填入表格.

表一：

振子的运动A→OO→A′A′→OO→A

能量的变化动能增大减少增大减少

势能减少增大减少增大

总能不变不变不变不变

表二：

单摆的运动A→OO→A′A′→OO→A

能量的变化动能增大减少增大减少

势能减少增大减少增大

总能不变不变不变不变

(3)学生讨论分析后，抽代表回答，并把结果填入表中.

(4)用实物投影仪出示思考题：

①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有什么能?该能量是如何获得的?

②振子或单摆在平衡位置时具有什么能?该能量又是如何获得的?

③为什么在表格的总能量一栏填不变?

(5)学生讨论后得到：

①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有弹性势能或重力势能，这些能量是由于外力对振子或摆球做功并使外界的能量转化为弹性势能或重力势能储存起来.

②在平衡位置时振子或摆球都具有动能，这个能量是由重力势能或弹性势能转化而来的.

③因为在振子和摆球的振动过程中，只有弹力或只有重力做功，系统的机械能守恒.

(6)教师总结

在外力的作用下，使振子或摆球振动起来，外力对它们做的功越多，振子或摆球获得的势能也越大，同时振幅也越大;

振子或单摆振动起来之后，由于是简谐运动，所以能量守恒，此后它的振幅将保持不变.

板书：简谐运动是理想化的振动，振动过程中系统的能量守恒;

系统的能量与振幅有关，振幅越大，能量越大.

(7)用多媒体重新展示振子和弹簧的简谐运动：并让学生画出其运动的图象：

上述图象中①是错误的，因为我们展示的振动都是从振幅处起振的，所以①不对;

②③都是正确的，之所以不同是由于所选定的正方向不同而产生的.

三、阻尼振动

(1)过渡引言：上边我们研究了简谐运动中能量的转化，对简谐运动而言，一旦供给振动系统以一定的能量，使它开始振动，由于机械能守恒，它就以一定的振幅永不停息地振动下去，所以简谐运动是一种理想化的振动.下边我们来观察两个实际振动.

(2)演示：

①实际的单摆发生的振动.

②敲击音叉后音叉的振动.

(3)学生描述观察到的现象：

单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来.

(4)讨论并解释现象

在单摆和音叉的振动过程中，不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功，系统的机械能就要损耗，振动的振幅就会逐渐减小，机械能耗尽之时，振动就会停下来了.

(5)要求学生画出上述单摆和音叉的运动图象：

(6)教师总结并板书：

①由于振动系统受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系统的机械能随着时间而减少，同时振幅也逐渐减小，这样的振动叫阻尼振动.

②阻尼过大时，系统将不能发生振动;

阻尼越小，振幅减小得越慢.

(7)讲解：

①所谓"阻尼"是指消耗系统能量的因素，它主要分两类：一类是摩擦阻尼，例如单摆运动时的空气阻力等;另一类是辐射阻尼，例如音叉发声时，一部分机械能随声波辐射到周围空间，导致音叉振幅减小.

②如果外界不断给振动系统补充由于阻尼存在而导致的能量损耗，从而使振动的振幅不变，我们把这类振动叫无阻尼振动.

③无阻尼振动也是等幅振动.

(8)学生阅读课文，回答在什么情况下，阻尼振动可以作为简谐振动来处理?

学生答：当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为简谐运动来处理.

四、小结

1.振动物体都具有能量，能量的大小与振幅有关.振幅越大，振动的能量也越大.

2.对简谐运动而言，振动系统一旦获得一定的机械能，振动起来，这一个能量就始终保持不变，只发生动能与势能的相互转化.

3.振动系统由于受到外界阻尼作用，振动系统的能量逐渐减小，振幅逐渐减小，这种振动叫阻尼振动，实际的振动系统都是阻尼振动，简谐振动只是一种理想的模型.

六、受迫振动、共振

【教学目标】

1.知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率.

2.知道什么是共振以及发生共振的条件.

3.知道共振的应用和防止的实例.

【教学重点】

1.什么是受迫振动.

2.什么是共振及产生共振的条件.

【教学难点】

1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关.

2.当f驱=f固时，物体做受迫振动的振幅最大.

【教学过程】

一、导入新课

1.什么是阻尼振动?

学生答：

实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动完全停止，这类振动叫阻尼振动.

2.引入：同学们，我们知道，物体之所以做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢?本节课我们来研究有关的问题.

二、新课教学

1.受迫振动

(1)演示，用右图所示的实验装置

①向下拉一下振子，观察它的振动情况.

②学生答：振子做的是阻尼振动.

③请一位同学匀速转动把手，观察振动物体的振动情形和刚才有什么不同?

学生答：刚才振子振动一会就停下来，而现在振子能够持续地振动下去.

教师问：使振子能够持续振动下去的原因是什么?

学生答：是把手给了振动系统一个周期性的力的作用.

(2)通过上述演示分析后，教师总结并板书

①作用于振动系统，使系统能持续地振动下去的外力叫驱动力.

②物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动.

(3)教师问：如果我们给系统施加一作用时间很短的驱动力，系统能持续地振动下去吗?

学生讨论后得到

要想使物体能持续地振动下去，必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用.

(4)同学们想一想：有哪些物体做的是受迫振动?

学生答：发动机正在运转时汽车本身的振动;正在发声的扬声器纸盒的振动;飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动;我们听到声音时耳膜的振动等.

教师对学生进行激励评价，提醒学生要注意多观察生活，并把学到的物理知识联系实际加以应用.

(5)多媒体展示几个受迫振动的实例

①电磁打点计时器的振针;

②工作时缝纫机的振针;

③扬声器的纸盒;

④跳水比赛时，人在跳板上走过时，跳板的振动;

⑤机器底座在机器运转时发生的振动.

(6)教师讲：通过刚才的学习，我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动;那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、系统的固有频率之间有什么关系呢?

①还以上图中的装置进行如下演示：

用不同的转速分别匀速地转动把手，观察振子的振动快慢情况.

②学生叙述观察到的现象：

当把手转速小时，振子振动较慢;

当把手转速大时，振子振动较快.

③定性总结：物体做受迫振动时，振子振动的快慢随驱动力变化的快慢而变化.

(7)教师：经过定量实验证明

①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率.

②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系.