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中物理教学参考第54卷第1期

2025年1月

实验研究

对受迫振动、共振演示仪的分析与改进

袁孝荣1朱思源²高婷”钱郁1**

(1.宝鸡文理学院物理与光电技术学院陕西宝鸡721000)

721000)

（2.宝鸡市陈仓区魏镇中学陕西宝鸡721399;3.宝鸡市姜谭高级中学陕西宝鸡

摘要：针对中学物理课堂中“探究受迫振动频率实验大多停留在定性层面”的现状，根据受迫振

动原理，设计并制作了能够显示受迫振动振幅与驱动频率数量关系的演示仪，以期提升实验教学

效果，助力学生物理学科核心素养的培养。

关键词：核心素养；实验教学；自制教具；受迫振动

文章编号：1002-218X(2025)1-0048-04中图分类号：G632.0文献标识码：B

人教社2019年版高中物理选择性必修第一册第实验中可以看到，驱动频率不同时，弹簧做受迫振动

二章第六节是“受迫振动共振”，本节主要内容包含的振幅不同，但无法精准描述二者之间具体的数量关

两部分，一是受迫振动的概念和特征，二是共振的概系，无法精确统计钩码的振动频率，仅靠肉眼观察存

念、产生条件及其原理在技术上的应用1]。在误差，说服力不足。此实验装置还可演示共振现

象，但学生在实验时观察不到稳定持久的共振现象，

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修

订)》（以下简称《课程标准》)对“受迫振动共振”内容会产生疑问“共振现象到底是什么？”，以上问题为共

的要求是通过实验，认识受迫振动的特点；了解产生振教学带来一定的困难，无法将抽象的概念形象化，

共振的条件及其应用[2}。为了贯彻这一教学目标，将难以提高课堂效率。

抽象难懂的物理概念具象化，让学生能更好地理解和共振现象演示装置如图2所示，其原理是通过摆

接受新知识，在实际教学中要特别注重演示实验的设动悬挂着的大钢球，带动其他小钢球发生振动，演示

计与实施。教学中，科学探究的落实应该从两个方面受迫振动。教材中的装置无法连续调节驱动频率，难

考虑：一是从探究角度学习物理，使学生积极参与到以记录受迫振动振幅变化；在定量探究共振产生的条

学习中，带着问题思考与探究，最终解决问题；二是通件方面存在困难，在绘制共振曲线时存在一定的主观

过多次探究式学习，使学生掌握科学探究的大致方性，不利于学生对于共振规律的观察和掌握[。

法，也就是问题一猜想一求证一解决问题的科学

方法[3]。

一、教材已有实验的不足

本节教材中有两个演示实验，分别是研究受迫振

动的频率和演示共振现象。研究受迫振动频率的实

验装置如图1所示。该仪器通过电动机向下面两组

弹簧-钩码系统施加周期性的驱动力，使钩码受迫振图1研究受迫振动的频率图2演示共振现象

动，通过调节电动机的转速改变驱动频率大小。在该除了实验装置存在的问题外，教学中还存在“教

*基金项目宝鸡文理学院第十七批校级研究生教育教学改革研究重点项目“地方高校物理学学术型研究生人才培养质量

提升的探索与实践”，项目编号：YJ24JGZD02；陕西省教育科学规划课题“新高考背景下物理大单元教学策略研究”，项目编

号：SGH2