第二章 第六节 受迫振动 共振-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

2022版·物理必修第二册 物理·选择性必修第一册 第二章 机械振动 第六节 受迫振动 共振 外力 固有频率 阻力 阻力 振幅 振幅 阻力 振幅 周期性 驱动力 驱动力 固有频率 振幅达到最大值 等于 振幅 振幅A 驱动力频率f √ × √ × × 续表 课标要求 核心素养 1．通过实验，认识受迫振动的特点。 2．了解产生共振的条件及其应用 1．物理观念：知道什么是阻尼振动，什么叫驱动力，什么叫受迫振动。 2．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。 3．科学探究：知道什么是共振以及发生共振的条件 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 一、振动中的能量损失 1．固有振动和固有频率 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)阻力作用下的振动：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了____，系统克服____的作用要做功，消耗机械能，因而____减小，最后停下来。 (2)阻尼振动：____随时间逐渐减小的振动。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。 二、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。 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。 三、共振现象及其应用 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。 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，如下图所示。图中f0为振动物体的固有频率。 【概念辨析·试身手】 (1)固有频率由系统本身决定。( ) (2)阻尼振动的频率不断减小。( ) (3)阻尼振动的振幅不断减小。( ) (4)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率。( ) (5)驱动力频率越大，振幅越大。( ) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 简谐运动、阻尼振动与受迫振动 【要点培优】 三种振动的比较 项目 固有振动 阻尼振动 受迫振动 概述 振动图像(x­t图像)是一条正弦曲线 振幅逐渐减小的振动 振动系统在驱动力作用下的振动 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 项目 固有振动 阻尼振动 受迫振动 振幅 不变 减小 大小不确定 振动 图像 形状不确定 振动 能量 振动物体的机械能不变 机械能逐渐减小 驱动力对振动系统做功，补偿系统的能量损耗 常见 例子 弹簧振子或单摆 敲锣打鼓时发出的声音越来越弱 机器运转时底座发生的振动 [思考·探究] 如下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。 探究：(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？ (2)从没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？ (3)手柄匀速摇动时，观察到振幅有什么变化？为什么？ (4)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？ 提示：(1)阻尼振动； (2)固有振动； (3)振幅不变，提供系统外力，补偿系统损失的能量； (4)转速大时弹簧振子振动得快，说明弹簧振子振动得周期和频率由手柄转速决定。 【应用培优】 [例1] (多选)下图所示的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时刻的势能 C．摆球在M时刻的机械能等于N时刻的机械能 D．摆球在M时刻的机械能大于N时刻的机械能 解析：选BD。单摆做阻尼振动，因此摆球机械能不断减少，所以摆球在N时刻动能比M时刻动能小，选项A、C错误，D正确；由题图又看出M、N两时刻单摆的位移相同，即在同一位置，摆球势能相同，选项B正确。 [训练] 1.如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为(　　 ) A．1 Hz B．3 Hz C．4 Hz D．5 Hz 解析：选A。受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1 Hz，选项A正确。 要点二 | 共振 【要点培优】 1．共振的条件：驱动力的频率与系统的固有频率相等，即f驱＝f0。 2．