第2章 6. 受迫振动 共振(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理选择性必修第一册同步学习指导(人教版2019)

(４)该同学改变摆长 Ｌꎬ测出周期 Ｔꎬ得到多组数 据后ꎬ作出的 Ｌ － Ｔ２ 图线如图丙所示ꎬ按 π２ 取 ９. ８６ 计算ꎬ则根据图线可求得当地的重力加速 度 ｇ ＝ 　 　 ９. ８６　 ｍ / ｓ２ꎻ (５)另一同学作出的 Ｌ － Ｔ２ 图线如图丁所示ꎬ据 此判断该同学在实验中可能出现的一处失误是 　 　 摆长少加了球的半径　 ꎮ ２. (２０２３􀅰山东新高考模拟卷)某同学 用如图所示的实验装置测量当地重 力加速度ꎬ 实验室提供的选用器 材有: Ａ. 长约 １ ｍ 的细线 Ｂ. 长约 １ ｍ 的弹性绳 Ｃ. 直径约 ２ ｃｍ 的实心铁球 Ｄ. 直径约 ２ ｃｍ 的实心橡皮球 Ｅ. 米尺　 　 　 　 　 　 Ｆ. 卷尺 Ｇ. 手表 Ｈ. 秒表 (１)本实验需要从上述器材选择:　 　 ＡＣＥＨ　 (填器材前面的序号)ꎻ (２)在挑选合适的器材制成单摆后ꎬ该同学实 验过程记录的实验数据如下: 组次 １ ２ ３ ４ ５ 摆长 ｌ / ｃｍ ５０. ００ ６０. ００ ７０. ００ ９０. ００ １００. ００ ５０ 次全振 动时间 ｔ / ｓ ７１. ０ ７８. ０ ８４. ０ ９５. ５ 振动周期 Ｔ / ｓ １. ４２ １. ５６ １. ６８ １. ９１ ２. ０１ 重力加速度 ｇ / (ｍ􀅰ｓ － ２) ９. ７８ ９. ７２ ９. ７３ ９. ７６ 请计算出数据表中第 ３ 组的 ｇ ＝ 　 　 　 ９. ７８　 ｍ / ｓ２(结果保留三位有效数字)ꎬ第 ５ 组 ５０ 次全 振动的时间 ｔ ＝ 　 　 １００. ５　 ｓꎻ (３)在实验过程中ꎬ由于实验用的夹子不够紧ꎬ使 得细线在摆动过程中出现松动ꎬ则测得的重力加 速度的值　 　 偏小　 (选填“偏大”或“偏小”)ꎮ 请同学们认真完成练案[１３] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６. 受迫振动　 共振 目标体系构建 明确目标􀅰梳理脉络　 学习目标 　 　 １. 知道什么是固有振动和固有频率ꎬ知道什 么是阻尼振动ꎬ什么是驱动力ꎬ什么是受迫振动ꎬ 初步形成共振的概念ꎮ ２. 了解阻尼振动中的能量转化ꎬ知道受迫振 动的频率等于驱动力的频率ꎬ能根据共振曲线研 究共振ꎮ ３. 通过实验研究受迫振动的频率ꎬ通过实验 探究共振现象的产生条件及其特点ꎮ ４. 通过实验探究受迫振动及共振ꎬ培养学生 的团队协作意识及实事求是的科学精神ꎬ通过理 解共振的应用与防止ꎬ培养学生学以致用的意识 与能力ꎮ 思维脉络 受迫 振动 共振 — —阻尼振动—振幅逐渐减小的振动 —受迫振动— —驱动力 —周期和频率 —共振— —产生共振的条件 —共振的防止和应用 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理􀅰落实新知　 知识点 １ 固有振动、阻尼振动 　 　 １.固有振动 振动系统　 　 在不受外力作用下　 的振动ꎮ ２.固有频率 　 　 固有　 振动的频率ꎮ ３.阻尼振动 振幅随时间　 　 逐渐减小　 的振动ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 066 知识点 ２ 受迫振动 　 　 １.驱动力 作用于振动系统的　 　 周期性　 外力ꎮ ２.受迫振动 系统在驱动力　 作用下的振动叫受迫振动ꎮ ３.受迫振动的频率 做受迫振动的系统振动稳定后ꎬ其振动频率 等于驱动力　 的频率ꎬ与系统的固有频率　 无关ꎮ 知识点 ３ 共振 　 　 １.条件 驱动力频率　 　 等于　 系统的固有频率ꎮ ２.特征 共振时受迫振动的物体　 　 振幅　 最大ꎮ 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ꎬ驱动力频率接近或 等于振动系统的　 　 固有频率　 ꎮ (２)共振的防止 采用方法:在防止共振时ꎬ驱动力频率与系统 的　 　 固有频率　 相差越大越好ꎮ 思考辨析 　 『判一判』 (１)固有频率由系统本身决定ꎮ ( √ ) (２)阻尼振动的频率不断减小ꎮ ( × ) (３)阻尼振动的振幅不断减小ꎮ ( √ ) (４)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率ꎮ ( × ) (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ꎮ ( × ) (６)驱动力的频率等于系统的固有频率时ꎬ发生 共振现象ꎮ ( √ ) 『选一选』 　 　 (多选)据古书记载ꎬ古时京城有户人家挂着 的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次ꎬ人们十分惊恐ꎮ 一学者判断ꎬ这是铜盘与皇宫早晚的钟声