（浙江新高考专用版）2019_2020学年高中物理第十一章机械振动5外力作用下的振动教案新人教版

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1、5　外力作用下的振动知识内容选考要求课时要求外力作用下的振动b1.了解固有振动和固有频率．2．了解阻尼振动及其能量的变化情况．3．了解受迫振动，知道其频率等于驱动力的频率而与物体的固有频率无关．4．了解共振现象，知道其产生的条件，理解共振曲线.一、固有振动、阻尼振动1．固有振动和固有频率(1)固有振动：振动系统在不受外力作用下的振动．(2)固有频率：固有振动的频率．2．阻尼振动(1)阻尼：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼．(2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图1所示．图1二、受迫振动1．驱动力作用于振动系统的，使系统振动维持下去的，周期性的外力．2．受迫振动(1)定义：系统在驱动

2、力作用下的振动．(2)受迫振动的频率(周期)做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关．三、共振1．定义驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．2．共振曲线(如图2所示)图21．判断下列说法的正误．(1)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关．(　√　)(2)驱动力频率越大，振幅越大．(　×　)(3)共振只有害处没有好处．(　×　)(4)做受迫振动的物体一定会发生共振．(　×　)(5)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小．(　×　)2．A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为f的驱动力作用下做受

3、迫振动，则________的振幅较大，A的振动频率是________，B的振动频率是________．答案　A　f　f一、简谐运动、阻尼振动和受迫振动如图所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子，匀速摇动手柄，下面的弹簧振子就会振动起来．实际动手做一下，然后回答以下几个问题．(1)如果手柄不动而用手拉动一下振子，从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？(2)从没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？(3)手柄匀速摇动时，观察到振幅有什么变化？为什么？(4)用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？答案　(1)阻尼振动　(2)固有振动　(3)振幅不变，提供系统

4、外力，补偿系统损失的能量(4)转速大时弹簧振子振动得快，说明弹簧振子振动的周期和频率由手柄转速决定．1．三种振动的理解(1)简谐运动：一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑．(2)阻尼振动：考虑阻力的影响，是更实际的一种运动．(3)受迫振动：物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动．2．三种振动的比较振动类型比较项目　　　　简谐运动阻尼振动受迫振动产生条件不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用频率固有频率频率不变由驱动力的频率决定振动图象形状不确定常见例子弹簧振子或单摆敲锣打鼓时发出的声音越来越弱机器运转时底座发生的振动例1　(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中(　　)

5、A．振幅越来越小，频率也越来越小B．振幅越来越小，频率不变C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．在振动过程中，机械能不守恒答案　BD解析　因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小，振动频率不变，故选B、D.例2　(多选)(2018·义乌检测)关于受迫振动，以下说法中正确的是(　　)A．是在一恒力作用下的振动B．振动频率可能大于或小于系统的固有频率C．振动频率一定等于固有频率D．振动频率一定等于驱动力的频率答案　BD解析　受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动，驱动力可以不是恒力；系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，这个频率可能大于、等于或小于固有

6、频率，故B、D正确．针对训练　如图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，它的振动周期为(　　)A．0.25sB．0.5sC．1sD．2s图3答案　C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，60r/min＝1r/s，故T＝1s，正确答案为C.二、共振洗衣机在衣服脱水完毕关掉电源后，电动机还要转动一会才能停下来．在关掉电源后，发现洗衣机先振动得比较弱，有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减弱直至停下来．(1)开

7、始时，洗衣机为什么振动比较弱？(2)期间剧烈振动的原因是什么？答案　(1)开始时，脱水桶转动的频率远高于洗衣机的固有频率，振幅较小，振动比较弱．(2)当洗衣机脱水桶转动的频率等于洗衣机的固有频率时发生共振，振动剧烈．共振及其应用与防止1．共振的条件：驱动力的频率与系统的固有频率相等，即f驱＝f固．2．共振曲线如图4所示，共振曲线的横坐标为驱动力的频率，纵坐标为受迫振动系统的振幅．图4(1)从受力角度看：当驱动