内容正文:
第5节 生活中的振动
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课时作业·规范训练
课堂 重点探究
课前 自主梳理
课堂 巩固训练
核心素养要求 核心素养呈现
1.了解阻尼振动,知道阻尼振动过程物体的能量变化情况.
2.了解受迫振动,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.了解共振现象,知道共振现象产生的条件及共振的应用和防止.
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课前 自主梳理
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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,仅在回复力作用下振动,这种振动就是自由振动.
2.阻尼振动
(1)定义:物理学中,把__________不断减小的振动称为阻尼振动.
(2)特点:振动物体克服__________做功,系统机械能不断减小,导致__________不断减小,直至停止振动.
知识点一
振幅
阻力
振幅
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(1)做阻尼振动的物体因克服摩擦或其他阻力做功,它的机械能逐渐减小.( )
(2)做阻尼振动的物体其振动频率不变.( )
(3)阻尼振动振幅逐渐减小时,其频率也逐渐减小.( )
判一判
√
√
×
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受迫振动与共振
1.驱动力:__________的外力.
2.受迫振动:在__________的外力作用下产生的振动.
3.受迫振动的周期(频率):物体做受迫振动时,振动稳定后的周期(频率)总等于__________的周期(频率),与物体的固有周期(或固有频率) __________.
4.共振:当驱动力的周期(频率) 与物体的固有周期(或固有频率) __________时,受迫振动的__________达到最大,这种现象称为共振.
5.共振的应用与防止
(1)应用:路面________________、音叉共鸣箱.
(2)防止:轮船航行时,改变航向和速率,使海浪冲击力的频率与轮船的固有频率相差__________、集体列队经过桥梁要__________走.
知识点二
周期性
周期性
驱动力
无关
相等
振幅
共振破碎机
很大
便步
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要防止共振,需要采取什么措施?
提示:尽量使驱动力的频率与固有频率间的差距增大.
想一想
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阻尼振动、受迫振动与简谐运动的比较
[思 考 探 究]
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,会发现振子的振幅越来越小,最后停下来,如何解释上面的现象呢?
提示:弹簧振子的振动过程中,不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功,系统的机械能就要损耗,振动的振幅就会逐渐减小,机械能耗尽之时,振动就会停下来了.
要点 1
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(2)手柄匀速摇动时,观察到振幅有什么变化?为什么?
提示:振幅不变,提供系统外力,补偿系统损失的能量.
(3)用不同的转速匀速转动把手,弹簧振子的振动有何不同?这能说明什么问题?
提示:转速大时弹簧振子振动的快,说明振动的周期和频率由手柄转速决定.
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[思 维 深 化]
1.简谐运动是一种理想化的模型,物体运动过程中的一切阻力都不考虑.
2.阻尼振动考虑阻力的影响,是振幅逐渐减小的振动,是更实际的一种运动.
3.受迫振动是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动.
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4.三者对比列表如下:
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
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 扬声器纸盆振动发声、钟摆的摆动
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课