高中物理 第11章 第5节外力作用下的振动课件 新人教版选修3-4 34页

第五节　外力作用下的振动 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第 五 节 　 外 力 作 用 下 的 振 动 课标定位 学习目标：1.了解受迫振动、阻尼振动、固有频率的 概念． 2．知道受迫振动的频率由驱动力的频率决定． 3．了解共振概念，知道发生共振的条件． 重点难点：1.决定受迫振动频率的因素及发生共振的 条件． 2．受迫振动中振幅随驱动力频率变化的关系． 课前自主学案 一、固有振动和固有频率 如果振动系统不受________的作用，此时的振动叫 做固有振动，此时的振动频率叫固有频率． 二、阻尼振动 1．阻力作用下的振动变化：当振动系统受到阻力 的作用时，振动受到了_______．系统克服______ 的作用要做功，消耗___________，因而_______减 小，最后停下来． 外力 阻尼 阻尼 机械能 振幅 2．阻尼振动：指________逐渐减小的振动．振 动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越_____． 3．实际振动的理想化：当阻尼很小时，在不太 长的时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它 当成____________来处理． 振幅 快 简谐运动 三、受迫振动 1．持续振动的获得 实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持 系统的持续振动，办法是使__________的外力作 用于振动系统，外力对系统做______功，补偿系 统的____________． 2．驱动力：作用于振动系统的____________的 外力． 周期性 正 能量损耗 周期性 3．受迫振动：振动系统在__________作用下 的振动． 4．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，与系统的___________ 无关． 驱动力 驱动力 固有频率 四、共振 1．共振：驱动力的频率_________系统的固有 频率时，受迫振动的振幅最大．声音的共振现象 叫做________． 2．共振的应用与防止：在需要利用共振的时候， 应使驱动力的频率尽可能接近振动系统的 ___________；在防止共振时，驱动力频率与振 动系统的固有频率相差的越_______越好． 等于 共鸣 固有频率 大 核心要点突破 一、简谐运动、阻尼振动与受迫振动的区别 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；阻尼振动却考虑阻力的影 响，是更实际的一种运动；而受迫振动则是物体 做 阻 尼 振 动 时 受 到 周 期 性 驱 动 力 作 用 下 的 振 动．三者对比列表如下： 振动 类型 比较 项目　　 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 减少 大小变化 不确定 振动 类型 比较 项目　　 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 振动图象 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)阻尼振动中振幅虽逐渐减小，但 振动的频率不会变化，此频率称为固有频率，由 振动系统决定． (2)受迫振动中，若驱动力给系统补充的能量与 系统因振动阻尼消耗的能量相等，物体做等幅振 动，但此振动不是简谐运动． 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中(　　) 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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始 终不变 D．在振动过程中，机械能不守恒 解析：选BD.因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的 定义可知，其振幅越来越小．而单摆振动过程中 的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是 不变的，故A项错误，B项正确；又因单摆在阻尼 振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减 少，即机械能在减少，所以C项错，D项对． 二、对共振的理解 1．对共振条件的理解 因为周期性的驱动力跟振动“合拍”时，每个周 期内驱动力做的功都是正功，都用来增大振动系 统的能量，所以振幅越来越大，直到驱动力做功 供给振动系统的能量等于克服摩擦阻力消耗的能 量，振幅才不再增大，即达到最大振幅．当驱动 力不跟振动“合拍”时，驱动力做的功有一部分 是负功，因而振动系统从驱动力得到的能量比 “合拍”时少，振幅也就比“合拍”时小． 2．对共振曲线的认识 (1)理解两轴意义： 纵轴：受迫振动的振幅， 如图11－5－1所示． 横轴：驱动力的频率． (2)f′的意义：固有频率． (3)认识曲线形状，f＝f′，共振；f>f′或f