6 受迫振动 共振 学习任务一 对阻尼振动的理解 [教材链接] 阅读教材,填写固有振动和振动中的动能损失的相关知识. (1)弹簧振子与单摆在没有外力干预的情况下做简谐运动,周期或频率与振幅无关,仅由系统自身的性质决定,我们把这种振动称为 ,其振动频率称为 . (2)生活中,摇曳的树叶会停下来,摆动的秋千也会停止运动.由于实际的振动系统都会受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用, 必然逐渐减小.这种 随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动,其振动图像如图所示. 例1 (多选)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.机械能不守恒,周期不变 D.通过某一位置时的机械能始终不变 变式1 (多选)[2022·杭州二中月考] 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.摆球在C时刻的动能等于在B时刻的动能 B.摆球在C时刻的势能等于在B时刻的势能 C.摆球在C时刻的机械能等于在B时刻的机械能 D.摆球在C时刻的机械能大于在B时刻的机械能 [反思感悟] 【要点总结】 1.对于一个确定的振动系统来说,固有周期和固有频率是确定的,与振动的振幅无关. 2.振动系统的阻尼越大,振幅减小得越快;阻尼过大时,系统不能发生振动. 3.振动系统做阻尼振动时,振幅虽不断减小,但振动的频率仍由系统自身结构特点决定,并不随振幅的减小而变化. 学习任务二 对受迫振动的理解 [教材链接] 阅读教材,填写受迫振动的相关知识. 作用于振动系统, ,补偿系统的能量损耗,使系统的振动维持下去.这种 叫作 ,系统在 作用下的振动叫作受迫振动. 物体做受迫振动达到稳定后,物体振动的频率等于 的频率,与物体的固有频率 . 例2 下列各种振动中,不是受迫振动的是 ( ) A.敲击后的锣面的振动 B.缝纫机针的振动 C.人挑担子时,担子上下振动 D.蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动 [反思感悟] 【要点总结】 1.跟回复力一样,驱动力也是按效果命名的力. 2.受迫振动的频率等于驱动力的频率,与振动系统的固有频率无关. 学习任务三 对共振现象的理解 [教材链接] 阅读教材,填写共振的相关知识. (1)受迫振动的振幅:当物体做受迫振动时,驱动力的频率越接近物体的 ,振动的振幅越大. (2)共振:驱动力的频率等于物体的 时,受迫振动的振幅 ,这种现象叫作共振. (3)共振曲线:如图所示. 例3 (多选)如图所示为一个自制的振动系统.在泡沫底座上插上两根弹性很好的细竹片,将塑料夹夹在竹片上端做成A、B两个“单摆”.A、B除塑料夹的高度不同外,其他条件完全相同.当底座沿某一方向做周期性振动时,A、B也跟着振动起来.下列说法正确的是 ( ) A.A的固有频率比B的大 B.当底座做周期性振动时,A的振动频率比B的大 C.当底座的振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,开始时B的振幅比A的大,之后A的振幅比B的大 D.当底座的振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时,开始时A的振幅比B的大,之后B的振幅比A的大 [反思感悟] 变式2 [2022·效实中学月考] 如图甲所示,一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向运动,使T形支架下面的弹簧和小球组成的振动系统做受迫振动.小球的振幅A与圆盘的转速n的关系如图乙所示.下列说法正确的是 ( ) A.振动系统的固有周期为20 min B.振动系统的固有周期为3 s C.圆盘的转速越大,摆件振动的振幅越大 D.圆盘的转速越大,摆件振动的频率越小 [反思感悟] 变式3 如图所示,松果采摘机利用机械臂抱紧树干,通过采摘振动头振动而摇动树干,使得松果脱落.下列说法正确是 ( ) A.工作中,树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率 B.采摘振动头振动频率越高, ... ...
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