(
课件网) 第五节 受迫振动 共振 物理观念 1.知道阻尼振动、驱动力、受迫振动的概念。 2.知道共振现象及发生共振的条件。 科学思维 1.理解受迫振动的频率是由驱动力的频率决定的。 2.理解受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲线，并能解决相关问题。 科学探究 阻尼振动能量的转化、受迫振动的特点。 科学态度与责任 了解共振在生产、生活中的应用和危害。 核 心 素 养 点 击 一、受迫振动的频率 1．填一填 (1)等幅振动： 保持不变的振动。 (2)阻尼振动： 逐渐减小的振动。 (3)受迫振动：在系统外界 作用下的振动。 (4)固有频率：弹簧振子和单摆的自由振动频率。 (5)受迫振动的频率：等于 的频率，与弹簧振子的固有频率 。 振幅 振幅 驱动力 驱动力 无关 2．判一判 (1)单摆在空中的摆动属于阻尼振动。 ( ) (2)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率。 ( ) (3)物体做受迫振动时，振幅可能是不变的。 ( ) 3．选一选 下列振动中属于受迫振动的是 ( ) A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动 B．电磁打点计时器接通电源后，振针的振动 C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动 D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动 √ × √ 解析：敲击后的钟不再受驱动力，其振动是自由振动，不属于受迫振动，故A错误；电磁打点计时器接通电源后，振针的振动受电源的驱动，属于受迫振动，振荡频率等于交流电的频率，故B正确；小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动，由于空气阻力的作用，小孩和吊床一起做阻尼振动，故选项C错误；忽略空气阻力，弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动时，受到的合外力具有简谐运动回复力的特点，故属于简谐振动，故D错误。 答案：B 二、共振 共振的应用和防止 1．填一填 (1)共振：当驱动力的频率 固有频率时，物体做受迫振动的 达到最大值的现象。 (2)受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲线。 f0为振动系统的固有频率。 等于 振幅 (3)共振的应用和防止 ①应用：共振筛、地震仪、电子表、原子钟等。 ②防止：桥梁、建筑物、机器设备等，设计时要考虑共振产生的危害。 2．判一判 (1)发生共振的物体所做的振动必定是受迫振动，其振动频率等于驱动力的频率。 ( ) (2)生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率。 ( ) (3)当驱动力的频率增大时，振动的振幅也一定增大。 ( ) √ × × √ × × 3．想一想 用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来，这是为什么？如何避免这一现象的发生？ 提示：挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶作用，使水受到驱动力而做受迫振动，当驱动力的频率接近(或等于)桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水会荡得厉害，以至于飞溅出来。为了避免发生这种现象，就要使驱动力的频率尽量远离桶里水的固有频率，解决的办法有改变行走的步频或停止走动片刻，也可以在桶里放些漂浮物，增大阻力，使振动系统克服阻力做功，消耗部分机械能，以减小水的振幅。 探究(一) 比较简谐运动与阻尼振动 [问题驱动] 如图所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子， 匀速摇动手柄，下面的弹簧振子就会振动起来。实际 动手做一下，然后回答以下几个问题。 (1)如果手柄不动而用手拉动一下振子，会看到什么现象？这种振动属于什么振动？ (2)阻尼振动的振幅在减小的过程中，频率是否随着减小？ 提示：(1)振子的振幅逐渐减小，属于阻尼振动。 (2)阻尼振动的振动频率保持不变。 [重难释解] 1．简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑。 2．阻尼振动考虑阻力的影响，是更贴合实际的一种运动。 3．简谐运动和阻尼振动的比较 振动类型 比较项目 ... ...
