遼寧省丹東寬甸縣第一中學(xué)高中物理 11.5 外力作用下的振動(dòng)學(xué)案（無答案）新人教版選修3-4

1、5 外力作用下的振動(dòng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解受迫振動(dòng) 阻尼振動(dòng) 固有頻率的概念2.知道受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定3.了解共振概念，知道發(fā)生共振的條件重點(diǎn)：受迫振動(dòng)頻率的決定因素難點(diǎn)：共振曲線的理解【自主預(yù)習(xí)】1.阻尼振動(dòng)(1)阻尼振動(dòng)實(shí)際的振動(dòng)過程中，系統(tǒng)受到了摩擦力和其他阻力，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化是無法避免的，振動(dòng)過程中機(jī)械能不斷減小使振動(dòng)逐漸減弱直至最終停止。這種振幅逐漸減小的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)。阻尼振動(dòng)的圖象如圖1151所示。(2)特點(diǎn)阻尼振動(dòng)的振幅盡管在減小，但其振動(dòng)周期(頻率)不變，它是由振動(dòng)系統(tǒng)決定的。振動(dòng)系統(tǒng)確定后，其振動(dòng)的周期(頻率)就不變，稱為固有周期(頻率)。2.受迫振動(dòng)(1)受

2、迫振動(dòng)如果系統(tǒng)受到周期性外力的作用就可以利用外力對(duì)系統(tǒng)做功，補(bǔ)償系統(tǒng)因阻尼作用而損失的能量，使系統(tǒng)持續(xù)地振動(dòng)下去，這樣的振動(dòng)稱為受迫振動(dòng)。驅(qū)動(dòng)力：加在振動(dòng)系統(tǒng)上的 外力，叫做驅(qū)動(dòng)力。物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于 的頻率，跟物體的 無關(guān)。(2)自由振動(dòng)像彈簧振子和單擺那樣，物體偏離平衡位置后，它們就在自己的彈力或重力作用下振動(dòng)起來，這種振動(dòng)叫做自由振動(dòng)。自由振動(dòng)不受外界的驅(qū)動(dòng)力作用。自由振動(dòng)的周期(頻率)為系統(tǒng)的 。3.共振(1)共振受迫振動(dòng)的物體其振動(dòng)周期(或頻率)取決于驅(qū)動(dòng)力的周期，并且當(dāng) 與物體的 相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。(2)共振的條件 ： f驅(qū)f固即驅(qū)動(dòng)

3、力的頻率與物體的固有頻率相等。、(3)共振曲線受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的圖線，叫做共振曲線，如圖所示。【典型例題】一、阻尼振動(dòng)【例1】一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)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(dòng)過程中，通過某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變D振動(dòng)過程中，機(jī)械能不守恒，周期不變二、受迫振動(dòng)【例2】關(guān)于受迫振動(dòng)，以下說法中正確的是()A是在一恒力作用下的振動(dòng)B振動(dòng)頻率可能大于或小于系統(tǒng)的固有頻率C振動(dòng)頻率一定等于固有頻率D振動(dòng)頻率一定等于驅(qū)動(dòng)力的頻率三、共振【例3】如圖1154所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為M和m的小球，懸掛在同一根水平細(xì)線上，當(dāng)M在垂直水平細(xì)線的平面內(nèi)擺

4、動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A兩擺的振動(dòng)周期是相同的B當(dāng)兩擺的擺長相等時(shí)，m擺的振幅最大C懸掛M的豎直細(xì)線長度變化時(shí)，m的振幅不變Dm擺的振幅可能超過M擺的振幅四、自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系【例4】把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來，在篩子上安裝一個(gè)電動(dòng)偏輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這樣就做成了一個(gè)共振篩，篩子做自由振動(dòng)時(shí)，完成10次全振動(dòng)用時(shí)15 s，在某電壓下，電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速是36 r/min。已知增大電壓可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高；增加篩子的質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期。那么要使篩子的振幅增大，下列哪些做法是正確的()A提高輸入電壓 B降低輸入電壓C增加篩子質(zhì)量 D減小篩子質(zhì)量【課后練習(xí)】1一列

5、隊(duì)伍過橋時(shí)，不能齊步走，這是為了()A減小對(duì)橋的壓力 B使橋受力均勻C減小對(duì)橋的沖力 D避免使橋發(fā)生共振2如圖51所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線，下列說法正確的是()A擺球A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B擺球A時(shí)刻的勢能等于B時(shí)刻的勢能C擺球A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D擺球A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能3如圖52所示，五個(gè)擺懸掛于同一根繃緊的水平繩上，A是擺球質(zhì)量較大的擺，讓它擺動(dòng)后帶動(dòng)其他擺運(yùn)動(dòng)，下列結(jié)論正確的是()A其他各擺的振動(dòng)周期與A擺的相同B其他各擺的振幅都相等C其他各擺的振幅不同，E擺的振幅最大D其他各擺的振動(dòng)周期不同，D擺周期最大4如圖所示的裝置中，在曲軸AB上懸掛一個(gè)彈簧

6、振子，若不轉(zhuǎn)動(dòng)把手C，讓其上下振動(dòng)，周期為T1，若使把手以周期T2(T2T1)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)都穩(wěn)定后，則()A彈簧振子的振動(dòng)周期為T1B彈簧振子的振動(dòng)周期為T2C要使彈簧振子振幅增大，可讓把手轉(zhuǎn)速減小D要使彈簧振子振幅增大，可讓把手轉(zhuǎn)速增大5一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小，下列說法正確的是()A機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能C后一時(shí)刻的勢能一定小于前一時(shí)刻的勢能D后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能6一洗衣機(jī)在正常工作時(shí)非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來越劇烈，然后振動(dòng)逐漸減弱，對(duì)這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率當(dāng)洗衣機(jī)振動(dòng)最劇烈時(shí)，波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率A BC D7下列說法正確的是()A實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)B在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)C阻尼振動(dòng)的振幅可以保持不變D受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與自身物理?xiàng)l件有關(guān)8.如圖7所示是一彈簧振子做受迫振