2016-2017学年粤教版选修3-4第1章第六节受迫振动共振学案

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1、第六节受迫振动共振课前•预习导学KKQIANYUXIDAOXIJE重点难点1.能说出什么是受迫振动，能熟记受迫振动的频率等于驱动力的频率；2.能说出什么是共振，熟记发生共振的条件；3.能说出怎样应用共振和防止共振.重点：受迫振动的快慢取决于驱动力的频率，与固有频率无关.难点：共振条件的理解.愈❷导引：：：：：：：：：：：：：：：：：一、阻尼振动振曬逐渐减小的振动叫阻尼振动，也叫减幅振动；简谐运动的振幅保持不变，叫等幅振动.二、受迫振动1.驱动力作用于振动系统的周期性的外力.2.受迫振动振动系统在驱动力作用下的振动.3.受迫振动的频率做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于驱动力

2、的频率，与系统的固有频率无关,即f迫=f驱.三、共振1.条件驱动力频率笠工系统的固有频率.2.特征共振吋受迫振动的振幅最大.预习交流设计一个实验如图所示，长最长，〃摆最短.开始时，各摆都静止，让畀摆先摆动起來，然后带动其他摆跟着摆起來.观察和分析久B、C、D、/这五个单摆摆动周期的关系，观察从C、D、E四个摆在振动过程中振幅的大小关系.答案：这五个单摆摆动的周期相同，F摆振幅最大，〃摆振幅最小.因为力摆振动起来后，通过张紧的水平绳给其余四个摆施加驱动力，驱动力的频率等于昇摆的固有频率，其余四个摆在驱动力的作用下做受迫振动，故它们振动的频率都等于驱动力的频率，所以这五个单摆摆动的周

3、期相同；A.E摆长相等，它们的固有频率相等.故£摆发生共振，所以E摆振幅最大，〃摆摆长和力摆相差最多，两者的固有频率相差最多，故〃摆的振幅最小.究KETANGHEZUOTANJIV一、受迫振动•活动与探究❶1.有的同学认为“阻尼振动就是受迫振动，稳定振动就是自由振动”，对不对？与同学讨论后说出自己的看法.答案：阻尼振动是在阻力作用下的振动，受迫振动是在周期性驱动力作用下的振动，所以两者不是一冋事.自由振动是振动系统在固有周期下的振动，是自由的，不受外力驱动的;而稳定振动是指振动特征相对稳定的振动，比如受迫振动在稳定后，振动的周期和频率与驱动力的周期和频率相等・2.受迫振动中，若周

4、期性的驱动力给系统补充的能量与系统因阻尼振动消耗的能量相等，那么物体振动的振幅是否变化？它能否看成简谐运动？答案：物体振动的振幅不变，即物体将做等幅振动.振动系统的总机械能不变，但不是简谐运动，因为简谐运动所受阻力可以忽略，并且振动的频率等于固有频率，属于自由振动.3.如图所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上U(1)开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10s内完成20次全振动，振子做什么运动？其固有周期和频率各是多少？(2)在振子正常振动过程川，以转速4r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？振动频率

5、为多少?(3)若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大?答案：(1)振子做简谐运动，其固有周期九=

6、^s=0.5s,固有频率f固=*=肖Hz=2Hz.(2)受迫振动./—4Hz.(3)转速应为2r/s.乡迁移＜0與用1如图所示，当力振动起来后，通过水平绳迫使B、C振动，下列说法中正确的是().////////4A1t2m2/

7、振动，所以从C做受迫振动，其仏=花=加=2H£,所以C发生共振动周期等于驱动力的周期，即/自由振动的周期,振，〃不发生共振，C的振幅比〃大.（€师点津1.受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动系统的固有频率无关,即受迫振动的快慢由驱动力的频率唯一决定，与其他因素无关.2.当f驱固吋受迫振动的振幅最大，发生共振，此吋受迫振动的振动能量最大，即受迫振动的能量由驱动力的频率和振动系统的固冇频率共同决定.二、共振•活动与探究❷1.在如图所示的实验中，某同学先让〃摆振动起来，它通过张紧的绳给其他各摆施加驱动力•请你亲自实践并注意观察各摆的振动步调，说出它们的不同.IPD答案：/做自由振动

8、，其他各摆做受迫振动，由于是通过上面张紧的水平绳对其他摆施加驱动力，所以力与其他各摆的振动步调相反，而〃、C.〃三摆的振动步调一致.2.用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，并从桶中溅出来，这是为什么？如何避免发生这一现象？要记得亲自实践一下哟！答案：挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶施加作用力，使水因受到周期性的驱动力而产生受迫振动，当驱动力频率接近或等于桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水的动荡越来越厉害，直到溅出来.为了避免发生这种现彖，就要使驱动力