202X學年高中物理第1章機械振動第4講生活中的振動課件魯科版選修3_4

1、第1章第4講生活中的振動目標定位1.知道什么是阻尼振動；知道在什么情況下可以把實際發(fā)生的振動看做簡諧運動.2.知道驅動力、受迫振動的概念，通過實驗，認識受迫振動的特點.3.知道共振發(fā)生的條件以及應用共振和防止共振的事例和方法1 預習導學 梳理識記點撥 2 課堂講義 理解深化探究3對點練習 鞏固應用反饋欄目索引 CONTENTS PAGE 一、阻尼振動振幅不斷 的振動二、受迫振動與共振1驅動力： 的外力2受迫振動：在 作用下產生的振動減小周期性周期性外力3物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的周期或頻率總等于 的周期或頻率，與物體的固有周期或頻率4共振：當驅動力的周期(或頻率)與物體的固有周期(或固有頻

2、率)時，受迫振動的振幅到達 ，這種現(xiàn)象叫做共振驅動力無關相等最大想一想自由振動、受迫振動和共振分別對應的周期(或頻率)是什么？答案自由振動對應固有周期(或固有頻率)，受迫振動對應驅動力的周期(或頻率)，而共振對應的是驅動力的周期(或頻率)與固有周期(或頻率)相等三、共振的應用與防止1應用： 、魚洗噴水、核磁共振儀2預防：集體列隊經過橋梁要 走、輪船航行時改變航向和速率使海浪沖擊力的頻率與輪船的固有頻率相差 音叉共鳴箱便步很大一、阻尼振動和受迫振動1阻尼振動是振動系統(tǒng)在阻力的作用下，振幅逐漸減小的振動阻尼振動中振幅雖逐漸減小，但振動的頻率不會變化，此頻率稱為固有頻率，由振動系統(tǒng)決定2受迫振動是指

3、系統(tǒng)在驅動力作用下的振動做受迫振動的物體的振動頻率等于驅動力的頻率，與物體的固有頻率無關說明：受迫振動中，假設周期性的驅動力給系統(tǒng)補充的能量與系統(tǒng)因振動阻尼消耗的能量相等，物體做等幅振動，但此振動不是簡諧運動例1 一單擺做阻尼振動，那么在振動過程中()A振幅越來越小，周期也越來越小B振幅越來越小，周期不變C在振動過程中，通過某一位置時，機械能始終不變D在振動過程中，機械能不守恒，周期不變解析因單擺做阻尼振動，所以振幅越來越小，機械能越來越小振動周期不變，只是比單擺的固有周期大答案BD例2 如圖1所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4 Hz.現(xiàn)勻速轉動把手，給彈簧振子以周期性的驅動力，測得彈簧振子振

4、動到達穩(wěn)定時的頻率為1 Hz，那么把手轉動的頻率為()A1 HzB3 HzC4 HzD5 Hz圖1解析受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，故把手轉動的頻率為1 Hz，選項A正確答案A二、對共振的理解1定義物體做受迫振動時，當驅動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振2發(fā)生共振的條件f驅f固，即驅動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率3共振曲線(如圖2所示)圖24共振的防止與利用(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應盡量使驅動力的頻率與物體的固有頻率一致如共振篩、蕩秋千、共振轉速計等(2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時，要盡量使驅動力的頻率和固有頻率不相等，而且相差

5、越多越好如：部隊過橋應便步走說明：共振是物體做受迫振動時的一種特殊現(xiàn)象例3如圖3所示在一根張緊的水平繩上懸掛五個擺，其中A、E的擺長為l，B的擺長為0.5l，C的擺長為1.5l，D的擺長為2l，先使A振動起來，其他各擺隨后也振動起來，那么擺球振動穩(wěn)定后()AD的振幅一定最大BE的振幅一定最大CB的周期一定最短D四個擺的周期一樣圖3解析A振動起來后，使得B、C、D、E做受迫振動，振動的頻率都等于A振動的頻率，即各擺振動的周期都相等，選項C錯誤，D正確；由于D與A的擺長相差最大，E與A的擺長相等，所以D的振幅最小，E發(fā)生共振，振幅最大，選項A錯誤，B正確答案BD例4如圖4表示一彈簧振子做受迫振動時

6、的振幅與驅動力頻率的關系，由圖可知()A驅動力頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài)B驅動力頻率為f3時，振子的振動頻率為f3C假設讓振子自由振動，它的頻率為f2D振子做自由振動時，頻率可以為f1、f2、f3圖4解析由題圖可知當驅動力的頻率為f2時，振子的振幅最大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；由共振條件知振子的固有頻率為f2，所以C正確，D錯誤；振子做受迫振動時，振動頻率由驅動力的頻率決定，故B正確答案ABC1假設空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動中，總是減小的物理量為()A振幅 B位移C周期 D機械能對阻尼振動的理解答案AD2如圖5所示是單擺做阻尼運動的位移時間圖線，以下說法中正確的選項是()

7、A擺球在P與N時刻的勢能相等B擺球在P與N時刻的動能相等C擺球在P與N時刻的機械能相等D擺球在P時刻的機械能小于N時刻的機械能圖5解析由于擺球的勢能大小由其位移和擺球質量共同決定，P、N兩時刻位移大小一樣，關于平衡位置對稱，所以勢能相等，A正確；由于系統(tǒng)機械能在減少，P、N勢能一樣，那么P處動能大于N處動能，所以B、C、D錯故正確答案為A.答案A對受迫振動的理解3如圖6所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉動搖把，曲軸可以帶動彈簧振子上下振動開場時不轉動搖把，讓振子上下自由振動，測得振動頻率為2 Hz，然后勻速轉動搖把，轉速為240 r/min，當振子振動穩(wěn)定后，它的振動周期為()圖6答案B對共振的理解4一個單擺做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力的頻率f的關系)如圖7所示，那么