第二章 第五节 受迫振动　共振-2021-2022学年高二物理【创新设计】同步学考笔记（粤教版2019选择性必修1）课件

第五节　受迫振动　共振 第2章 机械振动 INNOVATIVE DESIGN INNOVATIVE DESIGN 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道什么是自由振动和阻尼振动，并能够从能量观点给予说明。 2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 3.理解共振的概念，知道共振的应用与防止。 4.会分析共振曲线。 1.科学思维 (1)数形结合的思想。 (2)守恒与转化思想。 2.科学态度与责任 分析受迫振动、共振在生产生活中的利弊。 2 教材知识梳理 知识方法探究 随堂对点自测 /////// /////// /////// 课时定时训练 /////// 目 录 CONTENTS 3 目录 1 教材知识梳理 4 1.等幅振动：振幅______的运动叫作等幅振动。 2.阻尼振动：振幅逐渐______的振动叫作阻尼振动。 3.受迫振动：在外界________作用下的振动叫作受迫振动。 一、受迫振动的频率 不变 减小 驱动力 教材知识梳理 目录 创新设计 5 1.共振：驱动力频率______振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最____，说明从外界获得的能量最大，这种现象叫作共振。 2.共振曲线：表示受迫振动的振幅与____________的关系的曲线，称为共振曲线。 二、共振 等于 大 驱动力频率 教材知识梳理 目录 创新设计 1.共振的应用：共振筛、地震仪、各种光源及电子表、原子钟，各种声乐、器乐。 2.共振的防止：共振时由于系统震动幅度过大会造成机器设备、桥梁和建筑物等损坏，应使驱动力的频率与振动系统的固有频率保持一定差距。 三、共振的应用和防止 教材知识梳理 目录 创新设计 [判一判] (1)振荡的秋千做的是阻尼振动。( ) (2)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关。( ) (3)做受迫振动的物体一定会发生共振。( ) (4)共振只有害处没有好处。( ) × √ × √ 教材知识梳理 目录 创新设计 [做一做] A、B两个弹簧振子，A的固有频率为3f，B的固有频率为f，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　B　f　f 教材知识梳理 目录 创新设计 目录 知识方法探究 2 10 探究1　简谐运动、阻尼振动和受迫振动 ■情境导入 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，然后回答以下几个问题。 (1)如果手柄不动而用手拉动一下振子，从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？转动手柄，弹簧振子的振动属于什么振动？ (2)匀速摇动手柄时，观察到振幅有什么变化？为什么？ 知识方法探究 创新设计 目录 11 (3)用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？ 答案　(1)阻尼振动　受迫振动　(2)振幅不变，提供系统外力，补偿系统损失的能量　(3)转速大时弹簧振子振动得快。说明弹簧振子振动的周期和频率由手柄转速决定。 知识方法探究 创新设计 目录 ■归纳拓展 简谐运动、阻尼振动和受迫振动的比较 比较项目振动类型 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 固有频率 驱动力频率 振幅 不变 减小 大小变化不确定 知识方法探究 创新设计 目录 振动图像 形状不确定 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，是因为振幅越来越小 扬声器纸盆振动发声，钟摆的摆动 知识方法探究 创新设计 目录 【例1】 如图所示，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，而让振子自由上下振动，测得其频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min，当振子振动稳定时，它振动的周期为(　　) B A.0.5 s B.0.25 s C.2 s D.4 s 知识方法探究 创新设计 目录 【训练1】 (2021·山西忻州一中高二周测)如图所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图线，下列说法中正确的是(　　) A.摆球在P与N时刻的势能相等 B.摆球在P与N时刻的动能相等 C.摆球在P与N时刻的机械能相等 D.摆球在P时刻的机械能小于在N时刻的机械能 解析　由于摆球的势能大小由其位移和摆球质量共同决定，P、N两时刻位移大小相同，所以势能相等，A正确；由于系统机械能在减少，P、N两时刻势能相同，则P时刻动能大于N时刻动能，所以B、C、D错误。 A 知识方法探究 创新设计 目录 ■情境导入 (1)实际生活中，人用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，并从桶中溅出来，