高中物理 第1章 机械振动 第6节 受迫振动 共振教师用书 粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理教案VIP免费

第六节受迫振动共振1．(3分)关于简谐运动，下列说法正确的是()A．简谐运动一定是水平方向的运动B．所有的振动都可以看作是简谐运动C．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线D．只要振动图象是正弦曲线，物体一定做简谐运动【解析】该题考查简谐运动的概念．物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生，A错．简谐运动是最简单的振动，B错．做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线，C错．若物体振动的图象是正弦曲线，则其一定是做简谐运动，D对．【答案】D2．(3分)关于振幅的各种说法中，正确的是()A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C．振幅等于振子运动轨迹的长度D．振幅越大，表示振动越强，周期越长【解析】振幅是振子离开平衡位置的最大距离，它是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振动越强，但振幅的大小与周期无关．【答案】A3．(4分)如果存在摩擦和空气阻力，那么任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动，在振动过程中振幅、周期和机械能将()A．振幅减小、周期减小、机械能减小B．振幅减小、周期不变、机械能减小C．振幅不变、周期减小、机械能减小D．振幅不变、周期不变，机械能减小【解析】由于存在摩擦和空气阻力，那么物体在振动过程中机械能减小、振幅减小，但其周期为固有周期，只与本身性质有关，与振幅无关，即周期不变，所以选项B正确．【答案】B课标导思1．知道什么是等幅振动和阻尼振动．2．知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率与驱动力频率的关系．3．知道共振及其发生的条件，了解共振的应用和防止的实例.学生P13一、受迫振动1．等幅振动简谐运动是实际振动的理想化模型，只要提供给振动系统一定的能量，使它开始振动，由于系统的机械能守恒，振子就以一定的振幅永不停止地振动下去．2．阻尼振动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．阻尼振动的图象如图1－6－1所示，振幅逐渐减小，最终停止振动．图1－6－13．受迫振动(1)持续振动的获得实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，最简单的办法是使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．(2)驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．(3)受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动．(4)受迫振动的频率：做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．二、共振1．条件驱动力的频率等于系统的固有频率．2．特征在无阻尼受迫振动中，共振时受迫振动的振幅最大．3．共振曲线如图1－6－2所示．图1－6－2三、共振的利用与防止1．共振的利用(1)特点：在利用共振时，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)实例；转速计、共振筛．2．共振的防止(1)特点：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．(2)实例；部队过桥时用便步；火车过桥减速；轮船航行时，改变航向或航速．目的都是使驱动力的频率远离系统的固有频率.学生P14一、阻尼振动与简谐运动的比较振动类型比较项目阻尼振动简谐运动产生条件受到阻力作用不受阻力作用振幅如果没有能量补充，物体的振幅会越来越小振幅不变振动能量有损失保持不变振动图象实例用锤敲锣，由于锣的振动，发出响亮的锣声，但锣声越来越弱，振幅越来越小，属阻尼振动弹簧振子的振动二、受迫振动的特点1．受迫振动的周期和频率由驱动力决定，与振动物体的固有周期和频率无关．受迫振动的周期和频率总等于驱动力的周期和频率．2．受迫振动的振幅与驱动力的频率和固有频率的差有关，驱动力的频率与固有频率的差越大，受迫振动的振幅越小；驱动力的频率与固有频率的差越小，受迫振动的振幅越大当驱动力的频率与固有频率相等时，受迫振动的振幅最大．三、共振现象的理解1．共振条件当驱动力的频率等于物体的固有频率时，做受迫振动的物体振幅达到最大．如图1－6－3所示的演示实验中．图1－6－3A球振动时的频率与绷紧的ab绳的频率相等，ab绳对B、C、D各球悬绳的驱动力使B、C、D各球振动起来，由于B、A的两球固有频率相等(摆长相等)，所以在ab绳周期性的驱动力...