浙江省2018-2019版高中物理 第十一章 機械振動 第5課時 外力作用下的振動課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、第5課時外力作用下的振動,研究選考把握考情,知識點一阻尼振動,基 礎(chǔ) 梳 理,1.固有振動 如果振動系統(tǒng)不受______的作用，此時的振動叫做固有振動，其振動頻率稱為__________ 2.阻尼振動 當振動系統(tǒng)受到阻力的作用時，我們說振動受到了______ ，系統(tǒng)克服______的作用要做功，消耗機械能，因而______減小，最后停下來。這種振幅逐漸減小的振動，叫做阻尼振動。,外力,固有頻率,阻尼,阻尼,振幅,一單擺做阻尼振動，則在振動過程中() A.振幅越來越小，周期也越來越小 B.振幅越來越小，周期不變 C.在振動過程中，通過某一位置時，機械能始終不變 D.在振動過程中，機械能不守恒，周

2、期不變 解析因單擺做阻尼振動，所以振幅越來越小，機械能越來越小，振動周期不變。 答案BD,即 學 即 練,知識點二受迫振動,1.驅(qū)動力：________的外力。 2.受迫振動：系統(tǒng)在________作用下的振動。 3.受迫振動的頻率：不管系統(tǒng)的固有頻率如何，它做受迫振動的頻率總等于周期性________的頻率，與系統(tǒng)的____________無關(guān)。 4.共振：驅(qū)動力頻率f ______系統(tǒng)的固有頻率f0時，受迫振動的______最大，這種現(xiàn)象叫做共振。,基 礎(chǔ) 梳 理,周期性,驅(qū)動力,驅(qū)動力,固有頻率,等于,振幅,要 點 精 講,1.受迫振動中，若周期性的驅(qū)動力給系統(tǒng)補充的能量與系統(tǒng)因振動阻尼

3、消耗的能量相等，物體做等幅振動，但此振動不是簡諧運動。 2.對共振現(xiàn)象的理解 (1)發(fā)生共振的條件 f驅(qū)f固，即驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。 (2)共振曲線(如圖1所示),圖1,3.共振的防止與利用,(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應(yīng)盡量使驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率一致。如共振篩、蕩秋千、共振轉(zhuǎn)速計等。 (2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時，要盡量使驅(qū)動力的頻率和固有頻率不相等，而且相差越多越好。如：部隊過橋應(yīng)便步走。 說明：共振是物體做受迫振動時的一種特殊現(xiàn)象。,【例1】 如圖2所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4 Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動

4、力，測得彈簧振子振動達到穩(wěn)定時的頻率為1 Hz，則把手轉(zhuǎn)動的頻率為(),A.1 Hz B.3 Hz C.4 Hz D.5 Hz 解析受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，把手轉(zhuǎn)動的頻率為1 Hz，選項A正確。 答案A,圖2,【例2】 如圖3甲所示，豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，可帶動固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個彈簧和小球，共同組成一個振動系統(tǒng)。當圓盤靜止時，小球可穩(wěn)定振動?，F(xiàn)使圓盤以4 s的周期勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后，小球振動達到穩(wěn)定。改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期，彈簧和小球系統(tǒng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖乙所示，則(),圖3,A.此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3 Hz B

5、.此振動系統(tǒng)的固有頻率約為0.25 Hz C.若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率不變 D.若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，共振曲線的峰值將向右移動 解析當驅(qū)動力的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時，振幅最大，所以固有頻率約為3 Hz，選項A正確，B錯誤；受迫振動的振動周期由驅(qū)動力的周期決定，所以圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率減小，選項C錯誤；系統(tǒng)的固有頻率不變，共振曲線的峰值位置不變，選項D錯誤。 答案A,【跟蹤訓練】 如圖4表示一彈簧振子做受迫振動時的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系，由圖可知(),A.驅(qū)動力頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài) B.驅(qū)動力頻率為f3時，振子的振動頻率為f3 C.假如讓振

6、子自由振動，它的頻率為f2 D.振子做自由振動時，頻率可以為f1、f2、f3 解析由題圖可知當驅(qū)動力的頻率為f2時，振子的振幅最大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；由共振條件知振子的固有頻率為f2，所以C正確，D錯誤；振子做受迫振動時，振動頻率由驅(qū)動力的頻率決定，故B正確。 答案 ABC,圖4,1.若空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動中，總是減小的物理量為() A.振幅 B.位移 C.周期 D.機械能,答案AD,2.如圖5所示是單擺做阻尼振動的位移時間圖線，下列說法中正確的是(),A.擺球在P與N時刻的勢能相等 B.擺球在P與N時刻的動能相等 C.擺球在P與N時刻的機械能相等 D.擺球在P時

7、刻的機械能大于N時刻的機械能,圖5,解析由于擺球的勢能大小由其位移和擺球質(zhì)量共同決定，P、N兩時刻位移大小相同，所以勢能相等，A正確；由于系統(tǒng)機械能在減少，P、N兩時刻勢能相同，則P時刻動能大于N時刻動能，所以擺球在P時刻的機械能大于N時刻的機械能，B、C錯誤，D正確。 答案AD,3.如圖6所示，把兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8 Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz，當支架在受到豎直方向且頻率為9 Hz的驅(qū)動力作用下做受迫振動時，兩個彈簧振子的振動情況是(),A.甲的振幅較大，且振動頻率為8 Hz B.甲的振幅較大，且振動頻率為9 Hz C.乙的振幅較大，且振動頻率為9 Hz D.乙的振幅較大，且振動頻率為72 Hz,圖6,解析振子做受迫振動時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，由于甲振子的固有頻率與驅(qū)動力的頻率相差較小，所以甲的振幅較大，選項B正確，A、C、D錯誤。 答案B,4.一個單擺做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖7所示，則(),圖7,A.此單擺的固有周期約為0.5 s B.此單擺的擺長約為1 m C.若擺長增大，單擺的固有頻率增大 D.若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動,答案 B,