2.6 受迫振动 共振 学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

山东省聊城第三中学高二物理 编写： 审核： 使用时间：2023年11月18日 {说明：本学案是结合课本内容，开发课堂教学，提升学生自学能力而编写的，试题采用了近3年百强学校期中及月考试题改编的，为方便大家，学案后附有详细解析！} 第6节 受迫振动 共振 课 标 解读 课标要求 素养要求 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:认识受迫振动的特点。 2科学探究:能说出生产生活中受迫振动的应用实例和利用、防止共振的实例。 一：课前预习 （一）振动中的能量损失 1．等幅振动：简谐运动是实际振动的理想化模型，是一种 的振动，所以振幅保持不变。振幅不变的运动，叫作等幅振动。 2．阻尼振动：振幅逐渐 的振动。 典型例题1．判断正误。 (1)做阻尼振动的物体其振动频率不变。( ) (2)发生阻尼振动，振动系统的机械能减小。( ) (3)振动系统的固有频率与驱动力有关。( ) (4)受迫振动的频率始终与驱动力的频率相同。( ) 典型例题2．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．实际的自由振动必然是阻尼振动 B．在外力作用下的振动是受迫振动 C．阻尼振动的振幅越来越小 D．受迫振动稳定后的频率与自身的物理条件无关 （二）、受迫振动　共振 1．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，跟系统的固有频率 关系。 2．共振 (1)定义：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，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：如图所示。表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系图像，图中f0为振动物体的固有频率。 3．共振的应用与防止 (1)共振的应用 采用方法：在应用共振时，应使驱动力频率 或 振动系统的固有频率。 实例：转速针、共振筛。 (2)共振的防止 采用方法：在防止共振时，应使驱动力频率与系统的固有频率相差越 越好。 实例：部队过桥时用便步；火车过桥时减速。目的都是使驱动力的频率远离物体的固有频率。 二：课堂探究： 1.认识三种振动 （1）简谐运动是一种理想化模型，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。 2.简谱运动、阻尼振动与受迫振动的比较 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 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，是因振幅越来越小 扬声器纸盆振动发声，钟摆的摆动 特别提醒（1） 阻尼振动的频率:阻尼振动中振幅虽逐渐减小,但振动频率不会变化,此顿率称为固有频率,由振动系统决定。（2）阻尼振动与简谐运动的关系:实际的振动都会受到阻力的作用,是阻尼振动;当阻力很小时,可认为是简谐运动。 典型例题3：判断正误 (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)生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率。( ) (6)驱动力的频率等于系统的固有频率时，发生共振现象。( ) 三：课堂检测： （一）选择题 1．(多选)(2021届邯郸馆陶一中月考)如图所示，摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L1＝2 m 、L2＝1.5 m、L3＝1 m、L4＝0.5 m，悬于同一根横线上，用一周期为2 s的驱动力以垂直于线的方向作用在横线上，使它们做受迫振动，稳定时(　　) A．四个摆的周期相同 B．摆1的振幅最大 C．四个摆的周期不同，但振幅相等 D．摆3的振幅最大 2．(多选)(2021届东北三省四市联考)如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长．当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，