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《2017教科版高中物理選修（3-4）1.4《阻尼振動 受迫振動》word學(xué)案》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、學(xué)案4 阻尼振動 受迫振動[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.知道阻尼振動和無阻尼振動并能從能量的觀點給予說明.2.知道受迫振動的概念．知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而跟振動物體的固有頻率無關(guān).3.理解共振的概念，知道常見的共振的應(yīng)用和危害．1．振幅是表示振動強弱的物理量．對同一振動系統(tǒng)，振幅越大，表示振動系統(tǒng)的越大．2．簡諧運動是一種理想化的振動狀態(tài)，沒有考慮阻力做功，即沒有彈簧振子和單擺在振動過程中和不斷相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒(忽略阻力的作用)．一、阻尼振動1．系統(tǒng)在振動過程中受到的作用，振動逐漸消逝，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰浚@種振動叫做振動．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，稱為，又叫做自由振動的頻率，叫做系統(tǒng)的固有頻率由決定．二、受迫振動如果用的外力作用于振動系統(tǒng)，補償系統(tǒng)的能量損耗，使系統(tǒng)持續(xù)等幅地振動下去，這種周期性外力叫做力，系統(tǒng)在力作用下的振動叫做振動．三、共振驅(qū)動力的頻率振動物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做一、阻尼振動[問題設(shè)計]在研究彈簧振子和單擺振動時，我們強調(diào)忽略阻力的影響，它們做的振動都屬于簡諧運動．在實驗室中讓一個彈簧振子振動起來，經(jīng)過一段時間它將停止振動，你知道是什么原因造成的嗎？[要點提煉] 對阻尼振動的理解圖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，阻尼振動的圖像如圖1所
3、示．2．能量變化：由于振動系統(tǒng)受到摩擦阻力和其他阻力作用，系統(tǒng)的機械能隨時間減少，同時也在逐漸減?。枘嵩叫?，能量減少越慢，振幅減小越慢；阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動．3．物體做阻尼振動時，振幅雖不斷減小，但振動的仍由自身結(jié)構(gòu)特點所決定，并不會隨振幅的減小而變化．例如：用力敲鑼，由于鑼受到空氣的阻尼作用，振幅越來越小，鑼聲減弱，但音調(diào)不變．二、受迫振動[問題設(shè)計]圖2 如圖2所示，當(dāng)彈簧振子自由振動時，振子就會慢慢地停下來，怎樣才能使振子能夠持續(xù)振動下去？[要點提煉]1．受迫振動加在振動系統(tǒng)上的外力，叫做驅(qū)動力．系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動叫做受迫振動．2．受迫振動的周期和頻率物體做受迫振動時，
4、振動穩(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“無關(guān)”)．三、共振[問題設(shè)計]你知道部隊過橋時為什么要便步走嗎？[要點提煉]1．共振的條件驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的相等，即f驅(qū)＝2．共振曲線圖3如圖3所示，共振曲線的橫坐標(biāo)為驅(qū)動力的頻率，縱坐標(biāo)為受迫振動的振幅．由共振曲線可知，當(dāng)驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時，受迫振動的振幅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(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不相等，而且相差越大越好．如：部隊過橋應(yīng)
5、便步走，火車過橋要減速等．4．固有振動、受迫振動和共振的比較振動類型比較項目固有振動受迫振動共振受力情況僅受回復(fù)力周期性驅(qū)動力作用振動周期或頻率由系統(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)＝振動能量振動物體的機械能由產(chǎn)生驅(qū)動力的物體提供振動物體獲得的能量最大常見例子彈簧振子或單擺機器運轉(zhuǎn)時底座發(fā)生的振動共振篩、聲音的共鳴等一、對阻尼振動的理解例1 一單擺做阻尼振動，則在振動過程中( )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，機械能不守恒二、對受迫振動的理解例2 如圖4所示，把兩個彈簧振子懸
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)動力作用做受迫振動時，則兩個彈簧振子的振動情況是( )圖4A．甲的振幅較大，且振動頻率為18HzB．甲的振幅較大，且振動頻率為9HzC．乙的振幅較大，且振動頻率為9HzD．乙的振幅較大，且振動頻率為72Hz三、對共振的理解例3 如圖5所示為受迫振動的演示裝置，當(dāng)單擺A振動起來后，通過水平懸繩迫使單擺B、C振動，則下列說法正確的是( )圖5A．只有A、C擺振動周期相等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三擺的振動周期相等例4 一個單擺做受迫振動，其
7、共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率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．此單擺的擺長約為1mC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動1．(對阻尼振動的理解)做阻尼振動的振子哪些物理量在減小( )A．機械能B．振幅C．周期D．頻率2．(對受迫振動的理解)如圖7所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可以帶動彈簧振子上下振動．開始時不轉(zhuǎn)
