11.5外力作用下的振动课件（人教选修3-4）

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1、第十一章第5节新知预习·巧设计名师课堂·一点通创新演练·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升要点一要点二要点三1．知道什么是阻尼振动；知道在什么情况下可以把实际发生的振动看做简谐运动。2．知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。3．知道什么是共振以及发生共振的条件。1．固有振动和固有频率(1)固有振动：不受外力作用的振动。(2)固有频率：固有振动的频率。2．阻尼振动(1)阻力作用下的振动：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了，系统克服的作用要做功，消耗机械能，因而减小，最后停下来。(2)阻尼振动：逐渐减小的振动。振动

2、系统受到的越大，减小得越快，阻尼振动的图象如图11－5－1所示，振幅越来越小，最后停止振动。图11－5－1阻尼阻尼振幅振幅阻尼振幅(3)实际振动的理想化：当很小时，在不太长的时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它当做来处理。[关键一点]阻尼振动的振幅逐渐减小，但振动周期不变。阻尼简谐运动3．受迫振动(1)持续振动的获得：实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，办法是使的外力作用于振动系统，外力对系统，补偿系统的。(2)驱动力：作用于振动系统的的外力。(3)受迫振动：振动系统在作用下的振动。(4)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于的频率，与系统的无关。周

3、期性做功能量损耗周期性驱动力驱动力固有频率4．共振(1)条件：驱动力频率系统的固有频率。(2)特征：共振时受迫振动的最大。(3)共振曲线：如图11－5－2所示。图11－5－2等于振幅5．共振的应用与防止(1)共振的应用：①采用方法：在应用共振时，驱动力频率接近或等于振动系统的。②实例：转速计、。固有频率共振筛(2)共振的防止：①采用方法：在防止共振时，驱动力频率与系统的相差越大越好。②实例：部队过桥时用；火车过桥时减速；轮船航行时，改变航向或航速。目的都是使驱动力的频率物体的固有频率。[关键一点]驱动力的频率越接近固有频率，振幅越大，二者相等时振幅最大。固有频率便步远离1．下列说法正确的是()

4、A．实际的自由振动必然是阻尼振动B．在外力作用下的振动是受迫振动C．阻尼振动的振幅越来越小D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关解析：实际的自由振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，必然是阻尼振动，故A、C正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下物体所做的振动才是受迫振动，B错；受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，D对。答案：ACD2．如图11－5－3所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz；然后以60r/min的转速匀速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期

5、为()图11－5－3A．0.25sB．0.5sC．1sD．2s解析：弹簧振子受摇把的作用而振动，做受迫振动，所以其振动的周期等于驱动力的周期。故正确答案为C。答案：C图11－5－4答案：A4．队伍过桥不要齐步走，其目的是()A．减小对桥的压力B．减小人脚对桥的冲击力C．使桥各部分受力均匀D．避免使桥发生共振解析：队伍过桥时如果齐步走，给桥以周期性驱动力，有可能使桥发生共振，故D正确。答案：D现实生活中的振动几乎都是阻尼振动，原因就是在振动中始终受到空气阻力的作用，系统克服阻力做功，机械能不再守恒，像挂钟不上发条，钟摆就会停下来。简谐运动是不受阻力的运动，不损失机械能，这是一种理想模型。下面就两

6、种运动对比一下：振动类型比较项目阻尼振动简谐运动产生条件受到阻力作用不受阻力作用振幅如果没有能量补充，物体的振幅会越来越小振幅不变振动能量有损失保持不变振动图象实例用锤敲锣，锣面的振动弹簧振子的振动[名师点睛](1)阻尼振动中振幅虽逐渐减小，但振动的频率不会变化，此频率称为固有频率，由振动系统决定。(2)是否是阻尼振动，关键是看振幅是否逐渐减小。1．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小。下列说法正确的是()A．机械能逐渐转化为其他形式的能B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能[审题指导]在阻尼振动中，振动系统的机

7、械能减小，即动能和势能之和减小。但在一段较短的时间内，动能和势能不一定都减小，关键要看动能与势能之间是如何转化的以及转化的快慢。[解析]单摆在振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时