内容正文:
第二章 机械振动
物理选择性 必修第一册
菜 单
6 受迫振动、共振
第二章 机械振动
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菜 单
[学业要求与核心素养]
1.知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
2.知道受迫振动的概念。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
3.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
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1.固有频率
如果振动系统不受______的作用,此时的振动叫做固有振动,其振动频率称为___________。
一、阻尼振动
外力
固有频率
自主预习·基础落实
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2.阻尼振动
(1)阻尼:振动系统受到的_______。
(2)阻尼下的振幅变化:振动系统克服_______的作用要做功,消耗机械能,振幅_________。
(3)阻尼振动:指_______逐渐减小的振动。振动系统受到的_______越大,_______减小的越快。
阻力
阻力
减小
振幅
阻尼
振幅
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(4)阻尼振动的图像:如图2-6-1,振幅______,最后停止振动。
图2-6-1
减小
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(5)实际振动的理想化:当________很小时,在不太长的时间内看不出振幅明显减小,可以把它当做_______________来处理。
阻尼
无阻尼振动
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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,对振动系统施加的_______________的外力,叫做驱动力。
2.受迫振动:系统在________作用下的振动叫受迫振动。
二、受迫振动
周期性变化
驱动力
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3.受迫振动的频率:做受迫振动的物体振动稳定后,其振动频率等于_____的频率,与物体的_________无关。
驱动力
固有频率
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1.条件:驱动力频率_______物体的固有频率。
2.特征:在无阻尼受迫振动中,共振时受迫振动的_________最大。
三、共振
等于
振幅
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3.共振曲线:如图2-6-2所示。
图2-6-2
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1.判断下列说法的正误。
(1)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关。(√)
(2)驱动力频率越大,振幅越大。(×)
[自我诊断]
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(3)共振只有害处没有好处。(×)
(4)做受迫振动的物体一定会发生共振。(×)
(5)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小(×)
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2.A、B两个弹簧振子,A的固有频率为f,B的固有频率为4f,若它们均在频率为f的驱动力作用下做受迫振动,则________的振幅较大,A的振动频率是________,B的振动频率是________。
答案 A f f
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“余音绕梁,三日不绝。”形容歌声或音乐的优美,耐人寻味。但在日常生活中,当弹奏结束后,乐声会越来越弱,并最终消失,这是为什么呢?
知识点一 比较简谐运动、阻尼振动和受迫振动
[问题探究]
互动探究·素能培优
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图2-6-3
答案 由于乐声受到空气的阻尼作用,振幅越来越小,因此乐声也就越来越弱了。
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[归纳升华]
振动
类型
比较
项目 简谐运动 阻尼振动 受迫振动
概述 振动图像(xt图像)是一条正弦曲线 振幅逐渐减小的振动 振动系统在驱动力作用下的振动
产生条件 不受阻力作用 受阻力作用 受阻力和驱动力作用
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频率
固有频率
频率不变
驱动力频率
振幅
不变
减小
大小变化不确定
振动图像
形状不确定
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振动能量 振动物体的机械能不变 能量逐渐减小 由产生驱动力的物体提供
实例 弹簧振子振动,单摆做小角度摆动 敲锣打鼓发出的声音越来越弱 扬声器纸