河北省唐山市开滦第二中学高中物理 11.5 外力作用下的振动导学案 新人教版选修3-4VIP免费

河北省唐山市开滦第二中学高中物理11.5外力作用下的振动导学案新人教版选修3-4【学习目标】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。4.了解共振的防止和应用。【重点难点】重点：受迫振动的频率特点、共振的特点及条件难点：受迫振动的频率特点、共振的特点及条件【学习内容】【自主预习】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。(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，锣声减弱，但音调不变。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的频率，跟物体的无关。(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。3.共振(1)共振受迫振动的物体其振动周期(或频率)取决于驱动力的周期，并且当与物体的相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。(2)共振的条件：f驱＝f固即驱动力的频率与物体的固有频率相等。、(3)共振曲线受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图线，叫做共振曲线，如图所示。【典型例题】1一、阻尼振动【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，周期不变二、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三|、共振【例3】如图11－5－4所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在同一根水平细线上，当M在垂直水平细线的平面内摆动时，下列说法正确的是()A．两摆的振动周期是相同的B．当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大C．悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变D．m摆的振幅可能超过M摆的振幅四、自由振动、受迫振动和共振的关系【例4】把一个筛子用四根弹簧支起来，在筛子上安装一个电动偏轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15s，在某电压下，电动偏心轮转速是36r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的()A．提高输入电压B．降低输入电压C．增加筛子质量D．减小筛子质量【课堂小结与反思】【课后作业与练习】1．一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了()A．减小对桥的压力B．使桥受力均匀C．减小对桥的冲力D．避免使桥发生共振2．如图5－1所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是()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3．弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于()A．振子开始振动时振幅太小2B．在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量C．动能和势能相互转化D．振子的机械能逐渐转化为内能4．如图5－2所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是()A．其他各摆的振动周期与A摆的相同B．其他各摆的振幅都相等C．其他各摆的振幅不同，E摆的振幅最大D．其他各摆的振动周期不同，D摆周期最大5．如图5－...