内容正文:
第2章 机械振动
必备知识·自主学习
关键能力·合作探究
强化落实·随堂检测
课时作业
物 理
选择性必修 第一册
第2章
机械振动
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第5节 生活中的振动
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核心素养
知识导图
物理
观念
阻尼振动、受迫振动、共振、驱动力
科学
思维
利用共振曲线理解共振
科学
探究
利用弹簧振子探究共振的条件
科学态度与责任
能应用共振条件解释日常生活中共振的应用与防止事例
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必备知识·自主学习
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一、阻尼振动
1.自由振动
对于一个振动系统,若振动物体偏离平衡位置后,仅在___________作用下的振动称为自由振动。
2.阻尼振动
振幅不断___________的振动称为阻尼振动(damped vibration),其振动图像如图所示。
回复力
减小
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二、受迫振动与共振
1.驱动力:周期性的___________作用于振动系统,外力对系统做功,不断补充系统的能量,使系统的振动维持下去。这种___________的外力叫作驱动力。
2.受迫振动:在_____________作用下产生的振动叫作受迫振动(forced vibration)。
3.受迫振动的频率:做受迫振动的物体振动稳定后,其振动的周期(或频率)等于___________的周期(或频率),与物体的_____________________无关。
外力
周期性
周期性外力
驱动力
固有周期(或固有频率)
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4.共振现象
(1)定义:当驱动力的周期(或频率)与物体的___________________________相等时,物体做受迫振动的振幅___________,这种现象称为共振(resonance)。
(2)条件:驱动力频率___________物体的固有频率。
(3)受迫振动振幅与驱动力频率的关系
固有周期(或固有频率)
最大
等于
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三、共振的应用与防止
1.应用:①共振破碎机 ②音叉共鸣箱 ③电磁波接收中的电谐振。
2.防止:在轮船、桥梁、机电设备等的设计、制造、安装中,都必须考虑防止共振产生的危害,以保证建筑和设备的安全。
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实例
生活中的荡秋千是阻尼振动。
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阻尼振动的特点:振幅不断减小,机械能逐渐减少(不守恒),但周期(或频率)并不变。
说明
固有周期(或固有频率)是振动系统不受外力作用时的振动周期(或频率)。
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(1)简谐运动是等幅振动。( )
(2)阻尼振动系统的频率是逐渐减小的。( )
(3)单摆的周期T=2π eq \r(\f(l,g)) ,根据周期与频率的关系可知f= eq \f(1,T) =
eq \f(1,2π) eq \r(\f(g,l)) ,则此频率为单摆的固有频率。( )
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(4)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。( )
(5)生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率。( )
(6)当驱动力的频率增大时,振动的振幅也一定增大。( )
答案: (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
第2章 机械振动