第二章 第5节 阻尼振动 受迫振动（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

第5节　阻尼振动　受迫振动

1．阻尼振动：振动逐渐减弱，即振幅逐渐变小，振动能量逐步转变为其他能量的振动．

2．自由振动：系统不受外力作用，只在自身回复力作用下的振动．

3．无阻尼振动：理想情况下(即不受任何阻力，没有任何能量损耗)振幅保持不变的振动．

4．固有频率：自由振动的频率，由系统本身的特征决定．

1．驱动力：用周期性的外力作用于振动系统，使系统持续等幅地振动下去，这种外力叫作驱动力．

2．受迫振动：系统在驱动力作用下的振动．

3．受迫振动的周期或频率

物体做受迫振动时，振动稳定后的周期或频率等于驱动力的周期或频率，与物体的固有周期或固有频率无关．

[判断](对的画“√”，错的画“×”)

(1)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关．(√)

(2)驱动力频率越大，振幅越大．(×)

1．条件：驱动力的频率等于振动物体的固有频率．

2．特征：共振时，受迫振动的振幅最大．

3．共振曲线：如图所示．

4．共振的应用与防止

(1)共振的应用：在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于物体的固有频率，振动将更剧烈．如在修建桥梁时，需要将管柱打入江底．工人常使打桩机打击管柱的频率接近管柱的固有频率，让管柱激烈振动，加快周围泥沙的松动，提高打桩的速度．

(2)共振的防止：在需要防止共振时，应使驱动力频率远离物体的固有频率．如轮船航行时，常通过改变轮船的航向和速率，使海浪冲击力的频率与轮船的固有频率相差很大，防止发生共振．

[思考]

生活中会见到一阵风吹过树枝，使树枝左右摇摆，一会儿树枝就会停下来，而荡秋千的小朋友在与摆动步调一致的外力作用下不停地摆动．

(1)树枝的运动是什么运动？

(2)秋千的摆动是什么运动？

提示　(1)树枝的运动是阻尼振动．

(2)秋千的摆动是受迫振动．

探究点一　简谐运动、阻尼振动、受迫振动的对比

观察如图所示的装置．

(1)摇把不动，让弹簧振子振动起来，很长一段时间才能停止．这个振动属于哪种振动？其频率和什么有关？

(2)匀速转动摇把，弹簧振子振动起来，这个振动属于哪种振动？其频率和什么有关？

提示　(1)阻尼振动，弹簧振子的固有频率．

(2)受迫振动，驱动力频率．

如图所示，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，测得弹簧振子振动稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为(　　)