11.5外力作用下的振动学案-2020-2021学年高二物理人教版选修3-4

5　外力作用下的振动 【学习目标】 1.知道什么是固有振动和阻尼振动，并能从能量的观点给予说明. 2.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.知道共振现象，掌握产生共振的条件，理解共振曲线． 【课前学习】 一、固有振动、阻尼振动 1．固有振动和固有频率 (1)固有振动：振动系统在 作用下的振动． (2)固有频率： 振动的频率． 2．阻尼振动 (1)阻尼：当振动系统受到 的作用时，振动受到了阻尼． (2)阻尼振动： 逐渐减小的振动，如图1所示． 图1 二、受迫振动 1．驱动力 作用于振动系统的 的外力． 2．受迫振动 (1)定义：系统在 作用下的振动． (2)受迫振动的频率(周期) 做受迫振动的物体，其振动频率总 周期性驱动力的频率，与系统的固有频率 ． 三、共振 1．定义 驱动力的频率f 系统的固有频率f0时，受迫振动的 最大，这种现象叫做共振． 2．共振曲线(如图2所示) 图2 【例题与变式】 　(多选)如图3是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是(　　) 例1 图3 A．振动过程中周期变小 B．振动过程中周期不变 C．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 D．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 　如图4所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为2 Hz，然后以60 r/min的转速匀速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为(　　) 例2 图4 A．0.25 s B．0.5 s C．1 s D．2 s 【规律总结】 1．对四种振动的理解 (1)简谐运动：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，是更实际的一种运动． (3)受迫振动：物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动． (4)固有振动：简谐运动和阻尼振动属于固有振动． 2．三种振动的比较 振动类型 比较项目 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 产生条件 不受阻 力作用 受阻力 作用 受阻力 和驱动 力作用 频率 固有频率 频率不变 由驱动 力的频 率决定 振动图象 形状 不确定 常见例子 弹簧振子或单摆 敲锣打