4外力作用下的振动

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1、高中物理教案（振动04）课题：外力作用下的振动目标：一、知识与技能1.知道受迫振动和共振的概念；2.知道受迫振动的频率等于驱动力频率；3.知道发生共振的条件；4.知道共振的应用和防止的实例。二、过程与方法1、通过受迫振动的实例介绍，提高联系实际问题的能力；2、通过共振现象的演示和说明，提高学生观察和分析问题的能力；3、理解共振曲线，培养用图象描述物理规律的能力；4、了解共振在实际中的应用和防止，提高联系和解决实际问题的能力。三、情感态度价值观1、从内因和外因的关系认识共振产生的条件；2、用一分为二的观点研究共振的应用与防止。重点：1、受迫振

2、动的概念；2、共振的概念及产生共振的条件。难点：1、受迫振动的频率由驱动力的频率决定；2、当f驱=f固时，物体受迫振动的振幅最大。过程：●前提测评1、什么么是振动的固有周期和频率2、振动的能量:右图单摆在摆动的过程中，能量转化情况为A→0过程_____能转化为_____能，0→B过程____能转化为_____能在A、O、B各点，动能势能的特点是________________弹簧振子和单摆在振动过程中动能____势能，在没有考虑空气阻力及摩擦阻力的情况下，机械能守恒。3、振动的能量跟振动的振幅有关，振幅越大，振动的能量越大●新课教学一、自由

3、振动：1、定义：系统在不受外力作用下的振动。2、固有周期（固有频率）：在自由振动状态下的周期。二、阻尼振动1、定义：阻尼振动——振幅越来越小（振动的能量逐渐减小）的振动。2、说明：振幅减小的快慢与振动物体受的阻力大小有关阻尼过大时，系统不能发生振动；阻尼越小，振幅减小的越慢；阻尼很小时，在不太长的时间内可看成无阻尼振动——简谐运动。43、特点：机械能不断减少；振幅不断减少；周期不变。三、受迫振动1、驱动力：同期性作用的外力。2、受迫振动定义：物体在周期驱动力作用下的振动叫受迫振动。再让学生举几个受迫振动的例子，例如内燃机气缸中活塞的运动，缝

4、纫机针头的运动，扬声器纸盆的运动，电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。3、受迫振动的频率跟什么有关呢？（1）观察演示实验用不同的转速匀速地转动把手，可以发现，开始振子的运动情况比较复杂，但达到稳定后，振子的运动就比较稳定，可以明显地观察到受迫振动的周期等于驱动力的周期。这样就可以得到物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振子的固有频率无关。（2）结论：自由振动的物体都有自己的固有频率，而物体作受迫振动时，其振动频率总是等于外界策动力的频率跟自己的固有频率无关4、总结受迫振动的特点机械能保持不变；振幅不变（等幅振动，也叫无阻尼振动）；振动

5、频率总是等于外界策动力的频率跟自己的固有频率无关。问：振幅与固有频率有关吗？演示。分析四、共振1、分析演示实验装置观察演示实验结果演示摆的共振，在一根绷紧的绳上挂几个单摆，其中A、B、F球摆的长相等。当使A摆动起来后，A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力，经一段时间后，它们都会振动起来。驱动力的频率等于A摆的频率。实验发现，在A摆多次摆动后，各球都将以A球的频率振动起来，但振幅不同，固有频率与驱动力频率相等的B、F球的振幅最大，而频率与驱动力频率相差最大的D、E球的振幅最小。明确指出：驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最

6、大，这种现象叫共振。展示受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系投影片(如图5)，并加以解释。2、结论：在受迫振动中驱动力的频率等于固有频率，振幅最______共振驱动力的频率与固有频率相差越大，振幅越小五、共振在技术上的意义讲解一下共振在技术上有其有利的一面，也存在不利的一面。由共振条件知，要利用共振，使驱动力的频率等于物体的的固有频率即可。防止共振方法：由共振曲线可知，当f驱＝f固时，A＝Am4振幅达最大，f驱与f固差别越大，物体做受迫振动的振幅A越小。因此想办法使驱动力频率和固有频率不相等，而且相差越多越好。例如：部队过桥时，战士整齐的步

7、伐会给桥一个周期性的驱动力，使桥做受迫振动，当该驱动力的频率与桥的固有频率相等时，会使桥面振幅越来越大，形成共振，对桥造成危害，因此部队过桥时要求便步走。C例题1、图中一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为L、2L、L、L、L若让A摆先摆动起来，周期为T，稳定时BCDE各摆的情况是A、E摆振幅最大B、D摆振幅最大C、B摆振动周期为TD、C摆振动周期小于TBC例题2、一个处于共振状态的物体A、它的共振频率不等于自身的固有频率B、它的共振频率与自身的固有频率相等C、一定作受迫振动D、一定作自由振动例题3、图为一单摆的共振曲线，图中

8、横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长。●课堂巩固A1、弹簧振子做简谐振动，下面叙述中不正确的是A、振动过程中动能和势力不断转化，总机械能减小B、在平衡位