資源描述：
《2017教科版高中物理選修（3-4）1.4《阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng)》word學(xué)案》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、學(xué)案4 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.知道阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng)并能從能量的觀點(diǎn)給予說(shuō)明.2.知道受迫振動(dòng)的概念．知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟振動(dòng)物體的固有頻率無(wú)關(guān).3.理解共振的概念，知道常見(jiàn)的共振的應(yīng)用和危害．1．振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量．對(duì)同一振動(dòng)系統(tǒng)，振幅越大，表示振動(dòng)系統(tǒng)的越大．2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的振動(dòng)狀態(tài)，沒(méi)有考慮阻力做功，即沒(méi)有彈簧振子和單擺在振動(dòng)過(guò)程中和不斷相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒(忽略阻力的作用)．一、阻尼振動(dòng)1．系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中受到的作用，振動(dòng)逐漸消逝，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰?，這種振動(dòng)叫做振動(dòng)．2．系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回復(fù)力作用下的
2、振動(dòng)，稱(chēng)為，又叫做自由振動(dòng)的頻率，叫做系統(tǒng)的固有頻率由決定．二、受迫振動(dòng)如果用的外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損耗，使系統(tǒng)持續(xù)等幅地振動(dòng)下去，這種周期性外力叫做力，系統(tǒng)在力作用下的振動(dòng)叫做振動(dòng)．三、共振驅(qū)動(dòng)力的頻率振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做一、阻尼振動(dòng)[問(wèn)題設(shè)計(jì)]在研究彈簧振子和單擺振動(dòng)時(shí)，我們強(qiáng)調(diào)忽略阻力的影響，它們做的振動(dòng)都屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．在實(shí)驗(yàn)室中讓一個(gè)彈簧振子振動(dòng)起來(lái)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間它將停止振動(dòng)，你知道是什么原因造成的嗎？[要點(diǎn)提煉] 對(duì)阻尼振動(dòng)的理解圖11．系統(tǒng)受到摩擦力或其他阻力作用．系統(tǒng)克服阻尼的作用要消耗，因而振幅，最后停下來(lái)，阻尼振動(dòng)的圖像如圖1所
3、示．2．能量變化：由于振動(dòng)系統(tǒng)受到摩擦阻力和其他阻力作用，系統(tǒng)的機(jī)械能隨時(shí)間減少，同時(shí)也在逐漸減小．阻尼越小，能量減少越慢，振幅減小越慢；阻尼過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)．3．物體做阻尼振動(dòng)時(shí)，振幅雖不斷減小，但振動(dòng)的仍由自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定，并不會(huì)隨振幅的減小而變化．例如：用力敲鑼?zhuān)捎阼屖艿娇諝獾淖枘嶙饔?，振幅越?lái)越小，鑼聲減弱，但音調(diào)不變．二、受迫振動(dòng)[問(wèn)題設(shè)計(jì)]圖2 如圖2所示，當(dāng)彈簧振子自由振動(dòng)時(shí)，振子就會(huì)慢慢地停下來(lái)，怎樣才能使振子能夠持續(xù)振動(dòng)下去？[要點(diǎn)提煉]1．受迫振動(dòng)加在振動(dòng)系統(tǒng)上的外力，叫做驅(qū)動(dòng)力．系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)．2．受迫振動(dòng)的周期和頻率物體做受迫振動(dòng)時(shí)，
4、振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)．三、共振[問(wèn)題設(shè)計(jì)]你知道部隊(duì)過(guò)橋時(shí)為什么要便步走嗎？[要點(diǎn)提煉]1．共振的條件驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的相等，即f驅(qū)＝2．共振曲線(xiàn)圖3如圖3所示，共振曲線(xiàn)的橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力的頻率，縱坐標(biāo)為受迫振動(dòng)的振幅．由共振曲線(xiàn)可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅3．共振的利用與防止(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致．如：共振篩、蕩秋千、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等．(2)防止：由共振曲線(xiàn)可知，在需要防止共振危害時(shí)，要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不相等，而且相差越大越好．如：部隊(duì)過(guò)橋應(yīng)
5、便步走，火車(chē)過(guò)橋要減速等．4．固有振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的比較振動(dòng)類(lèi)型比較項(xiàng)目固有振動(dòng)受迫振動(dòng)共振受力情況僅受回復(fù)力周期性驅(qū)動(dòng)力作用振動(dòng)周期或頻率由系統(tǒng)決定，即固有周期或固有頻率由決定，即T＝或f＝T驅(qū)＝或f驅(qū)＝振動(dòng)能量振動(dòng)物體的機(jī)械能由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體提供振動(dòng)物體獲得的能量最大常見(jiàn)例子彈簧振子或單擺機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng)共振篩、聲音的共鳴等一、對(duì)阻尼振動(dòng)的理解例1 一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)過(guò)程中( )A．振幅越來(lái)越小，周期也越來(lái)越小B．振幅越來(lái)越小，周期不變C．在振動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變D．在振動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能不守恒二、對(duì)受迫振動(dòng)的理解例2 如圖4所示，把兩個(gè)彈簧振子懸
6、掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為9Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用做受迫振動(dòng)時(shí)，則兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)情況是( )圖4A．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為18HzB．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzC．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzD．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為72Hz三、對(duì)共振的理解例3 如圖5所示為受迫振動(dòng)的演示裝置，當(dāng)單擺A振動(dòng)起來(lái)后，通過(guò)水平懸繩迫使單擺B、C振動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是( )圖5A．只有A、C擺振動(dòng)周期相等B．A擺的振幅比B擺的小C．B擺的振幅比C擺的大D．A、B、C三擺的振動(dòng)周期相等例4 一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其
7、共振曲線(xiàn)(振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系)如圖6所示，則( )圖6A．此單擺的固有周期約為0.5sB．此單擺的擺長(zhǎng)約為1mC．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線(xiàn)的峰將向右移動(dòng)1．(對(duì)阻尼振動(dòng)的理解)做阻尼振動(dòng)的振子哪些物理量在減小( )A．機(jī)械能B．振幅C．周期D．頻率2．(對(duì)受迫振動(dòng)的理解)如圖7所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)．開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)
