高中物理 第2章 机械振动 第5节 生活中的振动学案 鲁科版选择性必修第一册-鲁科版高中选择性必修第一册物理学案VIP免费

第5节生活中的振动学习目标：1.[物理观念]了解阻尼振动和阻尼振动的图像．2.[物理观念]掌握受迫振动的概念，知道受迫振动与驱动力的关系．3.[科学态度与责任]理解共振和共振产生的条件，知道共振的应用和防止．一、阻尼振动1．定义阻尼振动是指振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的阻力越大，振幅减小得越快．2．产生的原因振动系统克服摩擦力和其他阻力做了功，系统的机械能不断减小，振幅也不断减小．3．图像如图所示，振幅逐渐减小，最后停止振动．二、受迫振动与共振1．受迫振动(1)驱动力：给振动物体施加的一个周期性的外力．(2)受迫振动：在周期性外力作用下产生的振动．(3)受迫振动的周期或频率物体做受迫振动时，振动稳定后的周期(或频率)总等于驱动力的周期(或频率)，与物体的固有周期(或固有频率)无关．2．共振(1)条件：驱动力的周期(或频率)等于物体的固有周期(或固有频率)．(2)特征：共振时，物体受迫振动的振幅最大．(3)共振曲线：如图所示．三、共振的应用与防止1．共振的应用在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率，振动将更剧烈．2．共振的防止在防止共振时，驱动力频率与系统的固有频率相差越大越好．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)做阻尼振动的物体其振动频率不变．(√)(2)阻尼振动振幅逐渐减小时，其频率也逐渐减小．(×)(3)驱动力的频率越大振动物体振幅越大．(×)(4)共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率．(√)2．(多选)某一单摆由于受阻力作用，从开始摆动到逐渐停止的过程中()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．通过某一位置时，机械能始终不变D．机械能不守恒，周期不变BD[单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故选项B、D对，A、C错．]3．某振动系统的固有频率为f1，该振动系统在频率为f2的驱动力的作用下做受迫振动，系统的振动频率为()A．f1B．f2C．f1＋f2D.B[做受迫振动的系统，其振动频率等于驱动力的频率f2，故B正确．]阻尼振动、受迫振动与简谐运动的比较甲乙(1)如图甲所示，生活中会见到阵风吹过树枝，使树枝左右摇摆，一会儿树枝就会停下来，树枝的运动是阻尼振动吗？(2)如图乙所示，荡秋千的小朋友在一旁小朋友的不断推动下不停地摆动．秋千的运动是受迫振动吗？提示：(1)是(2)是三者对比列表：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驱动力频率振幅不变减小大小变化不确定振动图像形状不确定实例弹簧振子振动，单摆做小角度摆动敲锣打鼓发出的声音越来越弱扬声器纸盆振动发声、钟摆的摆动【例1】(多选)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思路点拨：(1)在阻尼振动中，振动系统的机械能减小，即动能和势能之和减小．(2)在一段较短的时间内，动能和势能不一定都减小，关键要看动能与势能之间是如何转化的．AD[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，选项A和D对；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，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故选项B、C不对．]阻尼振动的三个特点(1)振幅逐渐减小，最后停止振动．(2)系统的机械能逐渐减少，最后耗尽．(3)周期、频率不随振幅的变化而变化．[跟进训练]训练角度1阻尼振动的图线1．(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是()A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能BD[在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使振动的能量逐渐转化为内能，C错，D对．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...