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1、1.5受迫振動(dòng)與共振學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.知道什么是阻尼振動(dòng)，并了解阻尼振動(dòng)中的能量損失.2.知道什么叫驅(qū)動(dòng)力，什么叫受迫振動(dòng)，能舉出受迫振動(dòng)的實(shí)例.知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān).(重點(diǎn))3.知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件.(重點(diǎn)、難點(diǎn))4.了解共振的應(yīng)用與防止.振動(dòng)中的能量損失[先填空]1.阻尼振動(dòng)振動(dòng)中振幅逐漸減小的振動(dòng).振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻力越大，振幅減小的越快.2.阻尼振動(dòng)產(chǎn)生的原因振動(dòng)系統(tǒng)克服摩擦力和其他阻力做了功，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減小，振幅也不斷減小.3.阻尼振動(dòng)的圖像如圖1-5-
2、1所示，振幅逐漸減小，最后停止振動(dòng).圖1-5-14.實(shí)際振動(dòng)的理想化當(dāng)阻力很小時(shí)，在不太長的時(shí)間內(nèi)看不出振幅明顯減小，可以把它當(dāng)做簡諧運(yùn)動(dòng)來處理.[再判斷]1.阻尼振動(dòng)是振幅逐漸減小的振動(dòng).(√)第1頁2.當(dāng)介質(zhì)阻力較大時(shí)，彈簧振子的周期會(huì)增大，頻率會(huì)減小.(×)3.通過補(bǔ)充能量可以使阻尼振動(dòng)保持振幅不變.(√)[后思考]1.阻尼振動(dòng)的振幅在減小的過程中，頻率是否隨著減小？【提示】阻尼振動(dòng)的振動(dòng)頻率保持不變.2.若物體所做的振動(dòng)是等幅振動(dòng)，此物體一定是無阻尼振動(dòng)嗎？【提示】不一定.區(qū)分阻尼與無阻尼的條件是分析振子受不
3、受阻力，而不是看振幅，若受阻力作用同時(shí)也有外力給系統(tǒng)做功補(bǔ)充能量時(shí)，也能保證振動(dòng)物體做等幅振動(dòng).[核心點(diǎn)擊]阻尼振動(dòng)與簡諧運(yùn)動(dòng)(無阻尼振動(dòng))的比較振動(dòng)類型阻尼振動(dòng)無阻尼振動(dòng)(簡諧運(yùn)動(dòng))產(chǎn)生條件受到阻力作用不受阻力作用振動(dòng)能量振動(dòng)能量有損失振動(dòng)能量保持不變振幅如果沒有能量補(bǔ)充，振幅越來越小振幅不變頻率不變不變振動(dòng)圖像懸掛的電燈被風(fēng)吹動(dòng)后開始振動(dòng)，振常見例子彈簧振子的振動(dòng)幅越來越小，屬于阻尼振動(dòng)1.一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)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.通過某一位置時(shí)，機(jī)械能減小
4、D.機(jī)械能不守恒，周期不變E.機(jī)械能守恒，頻率不變第2頁【解析】單擺做阻尼振動(dòng)時(shí)，振幅會(huì)減小，機(jī)械能減小，振動(dòng)周期不變，故選項(xiàng)B、C、D對，A、E錯(cuò).【答案】BCD2.一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小.下列說法正確的是()A.機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B.后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能C.后一時(shí)刻的勢能一定小于前一時(shí)刻的勢能D.后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能E.后一時(shí)刻的動(dòng)能可能大于前一時(shí)刻的動(dòng)能【解析】單擺振動(dòng)過程中，因不斷克服空氣阻力做功，使機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項(xiàng)A和D對；雖然單擺總的機(jī)械能
5、在逐漸減小，但在振動(dòng)過程中動(dòng)能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能時(shí)，動(dòng)能逐漸減小，勢能逐漸增大，而勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)，勢能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，所以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢能)一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢能)，故選項(xiàng)B、C不對.選項(xiàng)E對.【答案】ADE3.如圖1-5-2所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線.圖1-5-2則擺球A時(shí)刻的動(dòng)能________B時(shí)刻的動(dòng)能，擺球A時(shí)刻的勢能________B時(shí)刻的勢能.【解析】該題考查阻尼振動(dòng)的圖像以及能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系.在單擺振動(dòng)過程中，因不斷克服空氣阻力做功使機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化
6、為內(nèi)能；雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動(dòng)過程中動(dòng)能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化.由于A、B兩時(shí)刻單擺的位移相等，所以勢能相等，但動(dòng)能不相等.【答案】大于等于阻尼振動(dòng)的能量和周期第3頁1.阻尼振動(dòng)的振幅不斷減小，能量不斷減少，但阻尼振動(dòng)的頻率不變，其頻率為固有頻率，由系統(tǒng)本身決定.2.自由振動(dòng)是一種理想情況，也叫簡諧運(yùn)動(dòng).實(shí)際中的振動(dòng)都會(huì)受到阻力的作用，當(dāng)阻力較小時(shí)，可認(rèn)為是簡諧運(yùn)動(dòng).3.阻尼振動(dòng)中，機(jī)械能E等于動(dòng)能Ek和勢能Ep之和，即E＝Ek＋Ep，E減小，但動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)Ep相等時(shí)，Ek不相等，而從振動(dòng)圖
7、像上可以確定Ep的關(guān)系.受迫振動(dòng)和共振[先填空]1.驅(qū)動(dòng)力作用于振動(dòng)系統(tǒng)的周期性變化的外力.2.受迫振動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)在周期性變化的驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng).3.受迫振動(dòng)的頻率做受迫振動(dòng)的物體振動(dòng)穩(wěn)定后，其振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān).4.固有周期(或固有頻率)物體做自由振動(dòng)的周期(或頻率).它是物體本身的屬性，與物體是否振動(dòng)無關(guān).5.共振(1)定義驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí)，物體做受迫振動(dòng)的振幅最大的現(xiàn)象.(2)共振條件驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體的固有頻率.(3)共振曲線如圖1-5-3所示.圖1-5-3第4頁
8、[再判斷]1.受迫振動(dòng)的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率.(×)2.驅(qū)動(dòng)力頻率越大，振幅越大.(×)3.生活中應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率.(×)[后思考]1.洗衣機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí)，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，有時(shí)洗衣機(jī)會(huì)振動(dòng)得很厲害，這是什么原因？【提示】當(dāng)洗衣機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率時(shí)，發(fā)生了共振現(xiàn)象，這時(shí)洗衣機(jī)振動(dòng)得很厲害.2.
