(教参)第二章 6 受迫振动 共振-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

6　受迫振动　共振 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 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。 3．调查生活中受迫振动的应用实例。 4．调查生产生活中利用和防止共振的实例 物理观念：理解受迫振动、共振的概念。 科学探究：通过实验，认识受迫振动的特点。 科学态度与责任：调查生产生活中受迫振动的应用实例 1．掌握产生共振的条件。 2．应用受迫振动、共振解决相关的实际问题 (见学生用书P44) 知识点一　固有振动、阻尼振动 1．固有振动和固有频率 (1)固有振动：弹簧振子、单摆等振动系统在没有__外力__干预的情况下做的简谐运动。 (2)固有频率：__固有__振动的频率。 2．阻尼振动： 当振动系统受到阻力的作用时，振幅随时间逐渐__减小__的振动，如图所示。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)阻尼振动的振幅不变。(　　) (2)简谐运动的振幅不变。(　√　) (3)振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快。(　√　) (4)当振动系统受到的阻力很小，可以忽略时，就能当成简谐运动来处理。(　√　) 2．思考题：阻尼振动中能量守恒吗？ 答案：能量守恒。但阻尼振动中机械能不守恒。 知识点二　受迫振动、共振 1．驱动力：作用于振动系统的__周期__性外力。 2．受迫振动 (1)定义：系统在__驱动力__作用下的振动。 (2)受迫振动的频率(周期)：做受迫振动的物体，其振动频率总等于__驱动力__的频率。 3．共振 (1)定义：当驱动力的频率f等于物体的固有频率f0时，物体做受迫振动的振幅达到最大值，这种现象称为共振。 (2)条件：驱动力频率等于物体固有频率。 (3)特征：受迫振动振幅最大。 (4)共振曲线(如图所示)：当驱动力频率f＝f0时，振幅有最大值。 4．三种振动的比较 比较项目 振动类型 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 频率不变 由驱动力的频率决定 振动图像 形状不确定 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 机械工作时底座发生的振动 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)共振是一种受迫振动。(　√　) (2)受迫振动的振幅可不变。(　√　) (3)物体做受迫振动的频率与物体的固有频率无关。(　√　) 2．思考题：在受迫振动中，驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅将越小还是越大？ 答案：越小。 (见学生用书P45) 　　类型一阻尼振动 振动类型 现象 原因 本质 阻尼振动 振幅减小 系统机械能损失 克服阻力做功 受迫振动 振幅可不再减小 补偿系统的能量损失 周期性外力给系统做功 单摆做阻尼振动的位移—时间图像如图所示，下列说法正确的是(　B　) A．阻尼振动是一种受迫振动 B．摆球在P与N时刻的势能相等 C．摆球在P与N时刻的动能相等 D．摆球在P与N时刻的机械能相等 解析：阻尼振动不是受迫振动，故A错误；摆球在P与N时刻位移大小相等，即所处高度相同，则重力势能相同，由于阻力影响，单摆要克服阻力做功，在运动过程中机械能一直逐渐减小，故摆球在N时刻的机械能小于在P时刻的机械能，而摆球在两时刻的重力势能相等，则摆球在N时刻的动能小于在P时刻的动能，故B正确，C、D错误。 关于做阻尼振动的弹簧振子，下列说法正确的是　(　C　) A．周期越来越小 B．位移越来越小 C．振幅越来越小 D．机械能保持不变 解析：弹簧振子的周期和频率是由它本身的性质决定的，即使做阻尼振动，周期和频率也不变，故A错误；由题意可知，弹簧振子做阻尼振动，即振子振动的幅度逐渐减小，但不能说弹簧振子的位移越来越小，故B错误，C正确；根据能量守恒定律可知，由于阻力做负功，所以振子的机械能越来越小，故D错误。 　　类型二受迫振动与共振 角度1：单摆的共振 受迫振动的演示装置如图所示，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是(　C　) A．只有单摆A、C振动周期相等 B．单摆A的振幅比单摆B的小 C．单摆B的振幅比单摆C的小 D．单摆B、C振动时的周期与其摆长有关 解析：由题意，A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等，故A、D错误；由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比B的大，同时由于B没有发生共振，所以B的振幅比A的小，故B错误，C正确。 如图所示，在张紧的绳上挂三个理想单摆，a、c两摆的摆长相等。使c摆振动，其余