2019-2020年高中物理 11.5 外力作用下的振动学案 新人教版选修3-4

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1、2019-2020年高中物理11.5外力作用下的振动学案新人教版选修3-4【目标导学】：学习目标：1．知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明。 2．知道受迫振动的概念。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。 3．理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。 学习重点：1．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关2．共振发生的条件。学习难点：受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率无关的理解。【课前预习】1．阻尼振动（1）阻尼振动是指振幅逐渐__________的振动，它是从_________是否变化的角度来区分．2．受迫振动物体在

2、___________性变化的___________作用下的振动叫受迫振动，受迫振动稳定时，系统振动的频率等于___________的频率，与系统的___________无关．3．共振（1）共振的条件是___________，产生共振时，物体的振幅___________．（2）在需要利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动系统的__________频率；而在需要防止共振时，应使驱动力的频率与振动系统的__________频率不同，而且________越好．【新课教学】一、阻尼振动阅读课本P17-18页1、2、3自然段完成下列问题1．固有频率：如果振动系统不受外力作用，此时的振动叫__

3、______，其振动频率称为_____。2．从振幅有无变化来区分，振动可分为_______振动和_______振动（1）阻尼振动：振动物体克服摩擦力和其它阻力做功，系统能量______，振幅也随之______，我们把这种振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动。我们说物体受到的摩擦力或其它阻力为阻尼。振动系统受到的阻尼越大，振幅减小的______，阻尼越小，振幅减小的_______。（2）无阻尼振动：振幅保持不变的振动。说明：1.物体做阻尼振动时，振幅_____________，但振动的频率_____________________，由________________决定。2.阻尼振动在一段不太

4、长的时间内振幅若没有明显减小，可以将其当作简谐振动处理【例1】一个单摆在做实际的阻尼振动时（）A．周期越来越小B．位移越来越小C．振幅越来越小D．机械能越来越小二、受迫振动阅读课本P18页第3自然段完成下列问题1．定义：阻尼振动最终要停止，为使系统持续的振动下去，最简单的办法是将周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，该种周期性的外力叫做_______。系统在驱动力作用下的振动叫做______振动。2．受迫振动的特点：（1）受迫振动的周期和频率由________________决定，与振动物体的__________________________________

5、无关，其周期和频率总等于驱动力的周期和频率。（2）受迫振动的振幅与驱动力的频率和固有频率之差有关，驱动力的频率与固有频率之差越大，受迫振动的振幅越____，反之两者之差越_____，振幅越大。当两者的频率_______时，受迫振动的振幅最大。【例2】下列各种振动,不属于受迫振动的是（）A．敲击后的锣面的振动B．缝纫机针的振动C．人挑担子时,担子上下振动D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动【拓展2】如图所示，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，让振子上下自由振动，测得振动频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定后，它的振动周期

6、为（　）A．1/2sB．1/4sC．2sD．4s三、共振1．定义：当驱动力的频率等于系统的固有频率时受迫振动的振幅最大，该种现象叫做__________。2．条件：__________，即驱动力的频率______固有频率。3．共振曲线：共振曲线可以直观的反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响，由曲线可知，当f驱=f固时振幅最大。【例3】如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（）A．各摆摆动的周期均与A摆相同B．B摆振动的周期最短C．C摆振动的周期最长D．E摆的振幅最大【拓展3】在火车的车厢里悬挂一摆长l=40

7、cm的单摆，由于铁轨接合处给火车的撞击使摆球发生受迫摆动。已知铁轨长L=12.56m，当摆球的振幅最大时，火车的速度为（　）A．5m/sB．10m/sC．15m/sD．20m/s【课堂小结】：【总结反思】：