第二章 机械振动 第五节 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粤教版2019（课件）

第二章 机械振动 第五节　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 YJ 1 核心 目标 1.了解等幅振动、知道阻尼振动、理解受迫振动和共振的概念、现象、特点，以及它们的区别和共同点． 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，知道共振产生的条件，懂得如何应用和防止共振． 必备知识 • 记忆理解 1. 等幅振动：振幅不变的运动． 2. 阻尼振动：振幅随时间逐渐减小的振动． (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_______． (2) 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． (3) 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． 1 受迫振动的频率 阻尼　 阻尼　 振幅　 摩擦阻力　 要点梳理 必备知识•记忆理解 3. 受迫振动：振动系统在_________作用下的振动． (1) 驱动力：作用于振动系统的_________的外力． (2) 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． 4. 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．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___________． 驱动力　 周期性　 驱动力　 固有频率　 外力　 固有频率　 要点梳理 必备知识•记忆理解 2 共振 1. 概念：驱动力频率等于振动系统的固有频率时， 受迫振动的振幅_______，说明从外界获得的能量最大． 这种现象叫作共振． (1) 条件：驱动力频率_______系统的固有频率． (2) 特征：共振时受迫振动的_______最大． 2. 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． 最大　 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 3 共振的应用和防止 1. 利用共振，应使驱动力的频率_______或者等于振动系统的固有频率． 2. 防止共振，应使驱动力的频率与振动系统的固有频率保持一定的_______． 接近　 差距　 要点梳理 必备知识•记忆理解 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． 1. (多选)(2022·潮州市教学质量检测)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　 基础内化 必备知识•记忆理解 2. (2023·深圳中学月考)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 解析：由物体受迫振动的共振曲线可知，当驱动力频率为200 Hz时物体产生了共振现象，则物体的固有频率即为200 Hz；当驱动力频率为200 Hz时振动最大，故驱动力的频率由150 Hz增大到250 Hz的过程中，振幅先变大，后变小． 3. (2022·湛江市高二调研)如图所示为某物体做受迫振动时的共振曲线，从图可知该物体振动的固有频率为______Hz，在驱动力的频率由150 Hz增加到250 Hz的过程中，物体振动的振幅变化情况是_________________． 200　 先变大，后变小　 基础内化 必备知识•记忆理解 重难突破 • 学会应用 11 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______． (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