第二章 机械振动 课时6 受迫振动 共振-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册人教版2019安徽版（课件）

第二章 机械振动 课时6　受迫振动　共振 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 1 核心 目标 1. 知道什么是阻尼振动、受迫振动，认识共振，会用能量观点分析阻尼振动的振幅变化和受迫振动的共振现象． 2. 认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别与关系，能应用振动规律解释、解决相关问题． 必备知识 • 记忆理解 1. 固有振动 如果振动系统不受________的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为____________． 2. 阻尼振动 (1) 当振动系统受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用时，就说振动受到了________． 外力 1 振动中的能量损失 固有频率 阻尼 要点梳理 必备知识•记忆理解 (2) 阻尼振动：振幅随时间逐渐减小的振动． ① 振动系统受到的________越大，________减小得越快，阻尼振动的图像如图所示，振幅越来越小，最后停止振动． 阻尼 ② 振动系统能量衰减的方式：一是由于振动系统受到____________的作用，使振动系统的机械能逐渐转化为内能；二是由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周辐射出去，从而自身机械能减少． 振幅 摩擦阻力 要点梳理 必备知识•记忆理解 1. 受迫振动 (1) 驱动力：作用于振动系统的__________的外力． (2) 受迫振动：振动系统在__________作用下的振动．如收音机喇叭纸盆的振动、洗衣机工作时机壳的振动等都是受迫振动． (3) 受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于__________的频率，跟系统的____________没有关系． 2. 共振 (1) 定义：当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体做受迫振动的__________________的现象． 周期性 2 受迫振动、共振 驱动力 驱动力 固有频率 振幅达到最大值 要点梳理 必备知识•记忆理解 (2) 条件：驱动力频率________系统的固有频率． (3) 特征：共振时受迫振动的________最大． (4) 共振曲线：表示受迫振动的_________与_______________的关系图像，如图所示．图中f0为振动物体的固有频率． 共振曲线能直观地反映出驱动力的频率对受迫振动系统振幅的影响． 等于 振幅 振幅A 驱动力频率f 要点梳理 必备知识•记忆理解 1. (多选)有一个振动系统，它做自由振动时的频率为4f.现在用频率分别为f、2f、4f、5f的驱动力依次对它施加作用，比较每次振动稳定后的情况，下列说法中正确的是 (　　) A. 振动的振幅越来越大 B. 振动的频率越来越大 C. 振动的振幅先变大再变小 D. 振动的频率保持不变 BC 解析：当f驱<4f时，随f驱的增大，驱动力的频率接近固有频率，该振动系统的振幅增大；当f驱>4f 时，随f驱的增大，驱动力的频率远离固有频率，该振动系统的振幅减小，A错误，C正确；该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，所以该振动系统的频率越来越大，B正确，D错误． 基础内化 必备知识•记忆理解 2. (2023·滁州期末)一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则 (　　) A. 此单摆的固有周期约为0.5 s B. 此单摆的摆长约为1 m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 B 基础内化 必备知识•记忆理解 重难突破 • 学会应用 10 1 振动中的能量问题 1. 由于阻尼做负功，阻尼振动系统的机械能逐渐减小，物体振幅逐渐变小． (1) 振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关，阻尼越大，振幅减小得越快． (2) 机械能E等于动能Ek和势能Ep之和，E减小，当Ep相等，Ek不相等；由于振动中动能与势能相互转化，不能说下一时刻的动能(或势能)变小． (3) 振幅虽不断减小，但振动的频率仍由自身结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化．如用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变． 各个击破 重难突破•学会应用 (4) 阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小，可以把它当成简谐运动来处理． (5) 注意：阻尼振动的振幅尽管在减小，但其振动周期(频率)不变，它是由振动系统决定的． 2. 无阻尼振动，是指振动物体能够从外界取得能量，恰好能补偿能量损失，它的振幅能保持不变的振动，也称为等幅振动或自由振动． 3. 共振是驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体振幅达到最大值的现象． 各个击破 重难突破•学会应用 (多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是 (　　) A. 摆球在M时刻的动能等于N时刻的动能 B. 摆球在M时刻的势能等于N时刻的势