教科版高中物理选修3-414阻尼振动受迫振动（导学案）

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1、第一章机械振动第四节阻尼振动受迫振动【学习目标】1.知道阻尼振动、受迫振动、共振及条件2.自主学习，小组合作探究，受迫振动的频率等于驱动力的频率。3.激情投入，领会科学探究中严谨、务实、友好合作的精神和态度重点：受迫振动；共振及产生共振的条件难点：产生共振的条件。【课程内容标准】通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及在技术上的应用。【课前预习案】【使用说明&学法指导】1.同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材;2.勾划课本并写上提示语，熟记基础知识，用红笔标注疑问，并填写到后面“

2、问题反馈”。3.限吋15分钟，独立完成(一)教材助读一、阻尼振动1.阻尼振动(1)阻力作用下的振动变化：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，因而减小，最后停下来.(2)阻尼振动：指逐渐减小的振动.振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越—.2.固有频率：如果振动系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动，称为,其振动频率称为,固有频率由的特征决定.二、受迫振动阻尼振动最终要停下來，要维持系统的持续振动，简单的办法是使的外力作用于振动系统，外力对系统做正功，补

3、偿系统的能量损耗.这种的外力叫做驱动力.系统在作用下的振动叫做受迫振动.做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于的频率，与系统的固有频率无关.三、共振、共振的应用和防止1.共振：驱动力的频率振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振.2.共振的应用与防止(1)应用：、共振筛等.(2)防止：①军队过桥吋要走—步.以免产生②轮船航行时要适时改变轮船的与.③发射载人宇宙E船时要考虑共振可能给宇航员造成的伤害.④机器运转和厂房建筑物的固有频率都不能处在驱动力的频率范阖之内.（二）预习自测1.下

4、列说法屮正确的是（）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.阻尼振动的振幅越來越小D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关2.—个单摆在做实际的阻尼振动吋（）A.周期越來越小B.位移越來越小C.振幅越来越小D.机械能越来越小3.如图所示是物体做受迫振动吋的共振曲线，其纵坐标表示物体的（A.在不同时刻的位移B.在不同时刻的振幅C.同一振动物体在不同频率的驱动力作用下的振幅D.在相同频率的驱动力作用下不同物体的振幅4.明代抗倭名将戚继光曾在城墙根下每隔一定距离挖一深坑，坑里埋置

5、一只容量有七八十升的陶瓮，瓮口蒙上皮革，让听觉聪敏的人伏在这个共鸣器上听动静，遇有敌人挖地道攻城的响声,不仅对以发觉，而且根据各瓮瓮声的响度差异可以识别來敌的方向和远近.你知道其中的道理吗？【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。【课内探究案】探究一阻尼振动受迫振动1.观察右边图片，思考以下问题：（1）在不加任何外力的情况下，秋千的振幅怎么变化？（2）在从最高点运动到最低点的过程屮，人的动能怎么变化？重力势能怎么变化？机械能怎么变化？2.阻尼振动、无阻尼振动的概念?3•什么是驱动力？什么是受

6、迫振动?练习1•如图所示，在曲轴A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下振动•问：A(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，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？(2)在振子正常振动过程中，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？其周期是多少？4•简谐运动、阻尼振动与受迫振动的区别振动类型比较项口简谐运动阻尼振动受迫振动产生条件频率振幅振动图像形状不确定实

7、例探究二共振1.如图所示，在一根张紧的绳子上挂儿个摆，其屮A、B、C的摆长相等。以A摆为驱动摆，止A摆振动，贝h哪个摆振幅最大？哪个摆振幅最小？2•什么是共振？上面实验获得什么结论?0.5练习2、如图为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少?共振时单摆的振幅多大?共振时摆球的最大加速度和最大速度大小各为多少【课堂训练案】1•如果把人作为一个弹性的整体來看，在水平方向的固有频率约为3~6Hz,竖直方向的固有频率约为4〜8Hz,拖拉机驾驶员，在工作时将做振动，这时驾驶员的振动频率跟振动源的频率,为保障驾驶

8、员的安全与健康，有关部门规定：用手操作的各类振动机械的频率必须大于20Hz,这是为了防止发生造成对人体健康的危害。2、某振动系统的固有频率九，该振动系统在频率为£的驱动力作用下做受迫振动，系统的振动频率为（）A.fiB.fiC./1+/23.如图所示,在一根张紧的水平绳上，悬挂有a.b、c、d、e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法屮正确的有（）A.各摆的振动周期与。摆相同B.