2.5 受迫振动 共振（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（粤教版2019）

|YJ物理选择性必修第一册|XINKECHENG XUEAN 第五节 受迫振动共振 (1)知道阻尼振动、驱动力、受迫振动的概念。 物理观念 (2)知道共振以及发生共振的条件。 科学思维 能举出受迫振动的实例，知道受迫振动的频率由驱动力的频率决定。 核心 科学探究 阻尼振动能量的转化、受迫振动的特点。 素养 科学态度与责任 了解共振在生产、生活中的应用和危害，体会物理技术应用对人类生活与社会发 导学 展的影响。 [E阅学内容1 落实必备知识 预读教材·慎一真学用姑冬情境创设·想一想 反锁所学 一、受迫振动的频率 :1.用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至 1.等幅振动： 保持不变的运动。 : 从桶中溅出来，这是为什么？如何避免这一现象 2.阻尼振动： 逐渐减小的振动。 的发生？ 3.受迫振动：在外界 作用下的振动。 4.固有频率：弹簧振子和单摆的自由振动 频率。 5.受迫振动的频率：振动稳定后的频率等于 的频率，与弹簧振子的固有频率 、 .唐朝洛阳有个和尚喜欢弹拨一种 叫磬的乐器，如图所示。奇怪的是 微点拨 磬在无人弹拨时经常自发鸣响，无 振动系统的固有频率是由系统本身决定的，与： 外界因素无关。 缘无故地发出嗡嗡的声音，磬无故 而鸣，使和尚大为惊奇，渐渐由惊而疑，由疑而 二、共振共振的应用和防止 怯，结果忧虑成疾，病倒在床。和尚的朋友知道 1.共振：当驱动力的频率 振动系的固： 后，悄悄用钢锉在磬上锉了几处，从此之后，磬再 有频率时，物体做受迫振动的 达到 也不会无故发声了。随即和尚心事顿消，病也不 最大值的现象。 治而愈。 2.受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲： 请思考：(1)磬为什么会不敲自鸣呢？ 线。f。为振动系统的固有频率。 (2)和尚的朋友悄悄用钢锉在磬上锉了几处之 后，为什么磬再也不会无故发声？ 3.共振的应用和防止 (1)应用：共振筛、地震仪、电子表、原子钟等。 (2)防止：桥梁、建筑物、机器设备等，设计时 要考虑共振产生的危害。 |58 XINKECHENG XUEAN第二章机械振动 [E灯攀可内架2 强化关键能力 新知学习（一）简谐振动与阻尼振动的比较：2.（多选）下列说法中正确的是 [任务驱动] A.阻尼振动是减幅振动 如图所示，荡秋千的小朋友，无 B.实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用 论开始时她荡得多高，她都会慢慢地 C.阻尼过大时，系统将不能发生振动 停下来，为什么？有什么方法能让她 持续荡下去吗？ D.发生阻尼振动，振动系统的机械能不发生变化 3.(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图 线，下列说法正确的是 () A.摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能 [重点释解] B.摆球在A时刻的势能等于B时刻的势能 1.简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过 C.摆球在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 程中的一切阻力都不考虑。 D.摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 2.阻尼振动考虑阻力的影响，是更贴合实际的 新知学习（二）受迫振动和共振 种运动。 [任务驱动] 3.简谐运动和阻尼振动的比较 如图所示是家庭用波轮式、滚筒式两款洗衣机的 振动类型 脱水桶展示图，洗衣机在把衣服脱水完毕关掉电源后， 简谐运动 阻尼振动 电动机还要转动一会儿才能停下来，在关掉电源后，发 比较项目 现洗衣机机身会经历如下过程：先是振动幅度越来越 产生条件 不受阻力作用 受阻力作用 大，然后一小会儿振动得很剧烈，再经历机身的振动幅 频率 固有频率 频率不变 度慢慢减小直至停下来。请解释其原因是什么？ 振幅 不变 减小 振动图像 弹簧振子振动，单 敲锣打鼓发出的 实例 摆做小角度摆动 声音越来越弱 工针对训练 1.(2022·珠海高二检测)（多选）若空气阻力不可忽 略，单摆在偏角很小的摆动中，总是减小的物 理量为 ) A.振幅 B.位移 C.周期 D.机械能 用了59 YJ物理选择性必修第一册|XINKECHENG XUEAN [重点释解] 「听课记录] 1.受迫振动和共振的比较 振动类型 受迫振动 共振 受力情况 周期性驱动力 周期性驱动力 由驱动力的周期或 振动周期或 T=T周或 频率决定，即T= 频率 T或f=f f驱一f固 /方法技巧/ 振动能量 由产生驱动力的物 振动物体获得 分析解决有关共振问题的方法 体提供 的能量最大 (1)在分析解答有关共振问题时，要抓住产生共 常见例子 机械运转时底座发 共振筛、声音 振的条件：驱动力的频率等于固有频率时产生共振， 生的振动 的共鸣等 此时振动的振幅最大。 2.对共振曲线的理解 (2)在解决有关共振的实际问题时，要抽象出受 迫振动这一物理模型，弄清驱动力频率和固有频率， (1)两坐标轴的意义 然后利用共振的条件进行求解。 横轴：驱动力频率。 (3)图像法解决问题直观方