2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-4（课件+教师用书）：第1章 第4节 生活中的振动(2份打包)

第4节　生活中的振动 阻 尼 振 动 [先填空] 1．定义 阻尼振动是指振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的阻力越大，振幅减小得越快． 2．产生的原因 振动系统克服摩擦力和其他阻力做了功，系统的机械能不断减小，振幅也不断减小． 3．图象 如图1­4­1所示，振幅逐渐减小，最后停止振动． 图1­4­1 [再判断] 1．做阻尼振动的物体因克服摩擦或其他阻力做功，它的机械能逐渐减小．(√) 2．做阻尼振动的物体其振动频率不变．(√) 3．阻尼振动振幅逐渐减小时，其频率也逐渐减小．(×) [后思考] 物体做阻尼振动时，振幅逐渐变小，周期如何变化？ 【提示】　不变．周期由自身结构决定． [核心点击] 1．简谐运动是一种理想化的模型，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．简谐运动和阻尼振动对比列表如下 振动类型 简谐运动 阻尼振动 产生条件 不受阻力作用 受阻力作用 频率 固有频率 频率不变 振幅 不变 减小 振动图象 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 1．如图1­4­2所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是(　　) 图1­4­2 A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能 E．摆球振幅逐渐减小，频率不变 【解析】　在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使振动的能量逐渐转化为内能，C错，D对．虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化．由于A、B两时刻单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等，A错，B对．摆球的振幅逐渐减小，频率不变，E正确． 【答案】　BDE 2．下列说法中正确的是(　　) 【导学号：78510010】 A．阻尼振动是减幅振动 B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用 C．阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小 D．阻尼过大时，系统将不能发生振动 E．发生阻尼振动，振动系统的机械能不发生变化 【解析】　阻尼振动即振动过程中受到阻力作用的振动，因为实际的运动在空气中要受到空气的阻力作用，因此不可避免地受到阻尼作用，即B选项正确；由于振幅是振动系统能量大小的标志，阻尼振动过程中由于要克服阻力做功，消耗系统的机械能，因此系统机械能减小，所以振幅要减小，则A选项正确；但是振动系统的周期与振幅无关，因此阻尼振动尽管是减幅振动，但其固有周期不变，当阻尼过大时由于合外力可能为零，将不能提供回复力，则振动系统将不能发生振动，此时振动系统的周期可看作无穷大，因此C选项不正确，D选项正确；发生阻尼振动，振动系统的机械能逐渐减小，E错误． 【答案】　ABD 3．某一单摆由于受阻力作用，从开始摆动到逐渐停止的过程中(　　) A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．通过某一位置时，机械能始终不变 D．机械能不守恒，周期不变 E．单摆在振动过程中，摆球要克服阻力做功 【解析】　单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故选项B、D对，A、C错．单摆在振动过程中，摆球要克服阻力做功．E正确． 【答案】　BDE 阻尼振动的三个特点 1．振幅逐渐减小，最后停止振动． 2．系统的机械能逐渐减少，最后耗尽． 3．周期、频率不随振幅的变化而变化． 受 迫 振 动 与 共 振 [先填空] 1．受迫振动 (1)驱动力：给振动物体施加的一个周期性的外力． (2)受迫振动：在周期性外力作用下的振动． (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总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． 2．共振 (1)条件：驱动力的频率等于物体的固有频率． (2)特征：共振时，物体振动的振幅最大． (3)共振曲线：如图1­4­3所示． 图1­4­3 3．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振动系统的固有频率，振动将更剧烈． (2)共振的防止 在防止共振时，驱动力频率与系统的固有频率相差越大越好． [再判断] 1．做受迫振动的物体其频率由自身决定．(×) 2．驱动力的频率越大振动物体振幅越大．(×) 3．共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率．(√) [后思考] 用扁担挑水时，有时桶里的水会晃动得厉害，甚至会从桶里溅出来，为什么？ 【提示】　挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶作用，使水受到驱动力而做受迫振动，当驱动力的频率接近(或等于)桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水会晃得厉害，甚至溅出来． [核心点击] 1．从受力角度来看 振动物体所受驱