《创新课堂》第二章 机械振动 6.受迫振动　共振 高中物理选择性必修第一册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

6.受迫振动　共振 学习目标 1.知道什么是阻尼振动和受迫振动，会用能量观点分析阻尼振动的振幅变化和受迫振动的共振现象。 2.通过实验认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系。 3.了解产生共振的条件，认识共振是受迫振动的一种特殊情况。 4.能够根据实际生活中的振动特点，应用振动的规律解释与解决相关问题。 知识点一　振动中的能量损失 　情境：如图所示，一位大人推着小朋友荡秋千。如果大人开始时只推了小朋友一次，使小朋友荡起秋千。 问题：（1）观察较长一段时间，你发现秋千的振动有什么变化？ （2）为什么会出现这种现象？ 提示：（1）秋千在振动的过程中振幅逐渐减小，最后停止振动。 （2）因为秋千在振动过程中受到空气阻力作用，振动的能量逐渐减少。 1.固有振动和固有频率 如果振动系统在没有　外力　干预的情况下做简谐运动，周期或频率仅由系统自身的性质决定，这种振动叫作固有振动，其振动频率称为　固有频率　。 2.阻尼振动 （1）阻尼振动　振幅　随时间逐渐减小的振动。阻尼振动的图像如图所示，振幅越来越小，最后停止振动。 （2）振动系统能量衰减的两种方式 ①振动系统受到　摩擦　阻力作用，机械能逐渐转化为　内能　。 ②振动系统引起邻近介质中各　质点　的振动，能量向外辐射出去。 【易错辨析】 1.单摆在空气中的摆动属于阻尼振动。（　√　） 2.水平杆上的弹簧振子振动一段时间后停了下来，系统的机械能逐渐减小，转化为系统内能。（　√　） 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，是更接近实际的一种运动。 3.对阻尼振动的理解 （1）阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻力的大小有关。阻力越大，振幅减小得越快。 （2）物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的频率仍由系统自身的结构特点决定，并不会随振幅的减小而变化。 【例1】　（阻尼振动的理解）（2025·浙江杭州期末）如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷（含铁丝）下列说法正确的是（　　） A.在t1时刻，木筷处于超重状态 B.在t2时刻，木筷向下运动 C.在t2时刻，木筷所受合力不为零 D.运动过程中，机械能一直减小 解析：D　在t1时刻，木筷处于正的最大位移处，加速度方向竖直向下，木筷处于失重状态，故A错误；在t2时刻，木筷处于平衡位置，加速度为零，所受合力为零，且向上运动，故B、C错误；由于木筷做阻尼振动，所以运动过程中，机械能一直减小，故D正确。 知识点二　受迫振动 　情境：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） 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）用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动快慢也不相同，手柄转动越快，振子振动也越快，这能说明什么问题？ 提示：（1）振子的振幅逐渐减小，属于阻尼振动。 （2）手柄转动越快，弹簧振子振动得越快，说明弹簧振子振动的周期和频率与手柄转速有关。 1.驱动力 如果存在阻尼作用，振动系统最终会停止振动。为了使系统持续振动下去，对振动系统施加周期性的　外力作用　，外力对系统　做功　，　补偿　系统的能量损耗，这种　周期性　的外力叫作驱动力。 2.受迫振动 （1）定义：系统在　驱动力　作用下的振动，叫作受迫振动。 （2）受迫振动的频率（周期）： 物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于　驱动力　的频率，与物体的　固有频率　无关。 【易错辨析】 1.受迫振动的频率等于振动系统的固有频率。（　×　） 2.受迫振动的 ... ...