2.6 受迫振动共振 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

受迫振动　共振 人教版高中物理选择性必修第一册 第二章 机械振动 2.6节 导学案 一、学习目标 1. 知道固有振动、阻尼振动、受迫振动的概念及其区别。 2. 理解受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 3. 理解共振的概念、发生条件及共振曲线的意义。 4. 能举例说明共振在生活中的应用与防止方法。 二、学习重难点 学习重点：受迫振动及其频率特点；共振的概念、条件与共振曲线。 学习难点：理解受迫振动的频率与固有频率无关；理解共振发生的条件及共振曲线。 三、课前预习·知识梳理 请结合教材与已有知识，将下列空白处填写完整（在横线上作答）。 （一）固有振动与阻尼振动 1. 振动系统在不受外力作用的条件下，只靠自身_______维持的振动称为固有振动，其频率称为_______，由系统本身的性质决定。 2. 由于要克服_______做功，系统的_______不断减少，振幅逐渐_______，这种振幅随时间减小的振动称为阻尼振动。 （二）受迫振动 3. 振动系统在_______作用下的振动称为受迫振动。 4. 物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率等于_______的频率，与物体的_______无关。 （三）共振 5. 当驱动力的频率_______物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到_______，这种现象称为共振。 6. 发生共振的条件是_______。表示受迫振动振幅 A 与驱动力频率 f 的关系图像称为_______，图中峰值对应的频率为物体的_______。 四、课堂探究·要点突破 探究一：受迫振动的频率由什么决定 问题1：物体做受迫振动时，其振动频率由什么决定？ 提示：物体做受迫振动达到稳定后，振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 探究二：何时发生共振 问题2：受迫振动的振幅在什么情况下达到最大？为什么？ 提示：当驱动力的频率等于物体的固有频率时，驱动力每次都能沿振动方向做功、不断补充能量，受迫振动的振幅达到最大，这种现象称为共振。 探究三：如何防止共振 问题3：怎样避免或防止共振带来的危害？ 提示：可改变系统的固有频率（如改变质量或结构刚度），或改变驱动力频率，使驱动力频率与固有频率尽量错开，从而避免共振。 五、当堂检测 1. 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”： 　（1）受迫振动的频率等于物体的固有频率。（　　） 　（2）当驱动力的频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大。（　　） 2. 关于受迫振动与共振，下列说法正确的是（　　） 　　A. 做受迫振动的物体，其振动频率等于固有频率 　　B. 受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关 　　C. 阻尼振动的振幅保持不变 　　D. 共振时受迫振动的振幅最小 3. 共振发生的条件是驱动力的频率_______（填“大于”“等于”或“小于”）物体的固有频率。 六、课后巩固 1. 请比较固有振动、阻尼振动、受迫振动三者的区别，并用能量观点解释阻尼振动。 2. 荡秋千时，为什么在合适的时间用力会使秋千越荡越高？这体现了什么物理规律？ 3. 思考：如何防止桥梁或机器发生共振？请提出合理措施并说明理由。 七、学习反思 通过本节学习，你有哪些收获？还存在哪些疑问？请写下来。 参考答案（教师参考） 三、课前预习·知识梳理 1. 内力；固有频率 2. 阻力；能量；减小（变小） 3. 周期性驱动力 4. 驱动力；固有频率 5. 等于；最大 6. 驱动力频率等于固有频率（f驱＝f固）；共振曲线；固有频率 四、课堂探究 探究二：驱动力频率等于固有频率时，驱动力沿振动方向不断做功补充能量，振幅达到最大，即共振。 探究三：改变系统固有频率（如改变质量或结构刚度）或改变驱动力频率，使二者尽量错开。 五、当堂检测 1.（1）×；（2）√ 2. B 3. 等于 六、课后巩固 1. 固有振动：不受外力作用、靠自身内力维持的振动；阻尼振动：因克服阻力做功、能量减少、振幅逐渐减小的振动；受迫振动：在周期性驱动力作用下的振动。阻尼振动中阻力做负功，系统能量不断减少，振幅逐渐减小。 2. 在合适的时间用力，驱动力频率与秋千的固有频率接近或相等，发生共振，系统能量不断补充，秋千越荡越高，体现共振规律。 3. 可通过改变桥梁或机器的固有频率（改变质量或结构刚度），或改变驱动力频率，使驱动力频率与固有频率错开，从而避免共振、保障安全。 学科网（北京）股份有限公司 $