高中物理人教版选修3-4章节课件：11.5外力作用下的振动

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1、知识与技能1．知道阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况。2．知道什么是受迫振动及其产生的条件，掌握物体做受迫振动的特点。3．认识共振现象，掌握产生共振现象的条件。过程与方法1．理解物体做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及两者接近时的振动特点。2．体会共振在生活中的应用和危害。情感态度与价值观培养学生把理想模型转换为实际模型的能力和习惯，并从事例中进一步理解受迫振动。1.如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做________振动，其振动频率称为________。2．系统克服阻尼的作用要做功，消耗_____

2、___，因而振幅________，最后停下来。这种振幅________的振动，叫做阻尼振动。3．用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，使系统的振动维持下去。这种周期性的外力叫做________，系统在________作用下的振动叫做________振动。4．受迫振动的频率总等于周期性________的频率，与系统的固有频率________。5．驱动力频率f________系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做________。答案：1．固有　固有频率2．机械能　减小　

3、逐渐减小3．驱动力　驱动力　受迫4．驱动力　无关5．等于　共振知识点1阻尼振动(1)阻尼振动实际的振动过程中，系统受到了摩擦力和其他阻力，机械能向内能转化是无法避免的，振动过程中机械能不断减小使振动逐渐减弱直至最终停止。这种振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。阻尼振动的图象如图11－5－1所示。图11－5－1(2)特点阻尼振动的振幅尽管在减小，但其振动周期(频率)不变，它是由振动系统决定的。振动系统确定后，其振动的周期(频率)就不变，称为固有周期(频率)。例如：用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减

4、弱，但音调不变。【例1】一单摆做阻尼振动，则在振动过程中()A．振幅越来越小，周期也越来越小B．振幅越来越小，周期不变C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变【答案】B、D【解析】因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的，故A项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能在减少，所以C项错误，D项正确。选B、D。【思维点悟】阻尼振动的特点是：振幅

5、不断减小，机械能逐渐减小，不守恒，但周期(或频率)并不变。对应练习1．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是()A．机械能逐渐转化为其他形式的能B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能解析：单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能，A和D正确；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐

6、渐增大，所以不能认为后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故B、C错误。答案：A、D知识点2受迫振动(1)受迫振动如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功，补偿系统因阻尼作用而损失的能量，使系统持续地振动下去，这样的振动称为受迫振动。①驱动力：加在振动系统上的周期性外力，叫做驱动力。②物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。(2)自由振动像弹簧振子和单摆那样，物体偏离平衡位置后，它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来，这种振动叫做自由振动。①自由

7、振动不受外界的驱动力作用。②自由振动的周期(频率)为系统的固有周期(频率)。注意：物体的振动如按照能量是否存在损耗来分可分为阻尼振动(减幅振动)和无阻尼振动(等幅振动)；如按照振动的成因来分可分为自由振动或受迫振动。【例2】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】B、D【解析】受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动，驱动力是周期性的，不可能为恒力；系统做受迫振动时，振动稳定后的

8、频率等于驱动力的频率，这个频率可能大于、等于或小于固有频率，故B、D正确。【思维点悟】受迫振动的物体是在驱动力作用下的振动，因此振动的频率(周期)是驱动力的频率(周期)，要与自由振动的固有频率(周期)作出区别。对应练习2．如图11－5－2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，而让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速