1、高中物理高中物理选修选修3-4教科版教科版第一章机械振动第一章机械振动 1.4 阻尼振动受迫振动阻尼振动受迫振动 目标定位1.知道阻尼振动和无阻尼振动并能从能量的观点给予说明.2.知道受迫振动的概念知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关.3.理解共振的概念，知道常见共振的应用和危害 一、阻尼振动 1阻尼振动系统在振动过程中受到 的作用，振动逐渐消逝，逐步转变为其他能量，这种振动叫做 振动 2自由振动(无阻尼振动)系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身 作用下的振动 3固有频率：振动的频率固有频率由 决定预习导学预习导学阻力阻力 振动能量振动能量 阻尼阻尼 回复力回复
2、力 自由自由 系统本身的特征系统本身的特征 想一想阻尼振动中，在振幅逐渐减小的过程中，振子的周期如何变化？答案不变周期与振幅无关预习导学预习导学 二、受迫振动 1驱动力：的外力 2受迫振动：系统在 作用下的振动 3振动稳定后受迫振动的周期总等于 的周期，受迫振动稳定后的频率与物体的固有频率 关系 三、共振驱动力的频率 振动物体的固有频率时，受 迫 振 动 的 振 幅 最 大，这 种 现 象 叫做 预习导学预习导学周期性周期性 驱动力驱动力 驱动力驱动力 没有没有 等于等于 共振共振 想一想自由振动、受迫振动和共振分别对应的周期(或频率)是什么？答案自由振动对应固有周期(或固有频率)，受迫振动对
3、应驱动力的周期(或频率)，而共振对应的是驱动力的周期(或频率)与固有周期(或频率)相等预习导学预习导学 四、共振的应用和防止在需要利用共振时，应使驱动力的频率 或 振动系统的固有频率；在需要防止共振时，应使驱动力的频率 振动系统的固有频率预习导学预习导学接近接近 等于等于 远离远离 一、阻尼振动和受迫振动 1阻尼振动是振动系统在阻力的作用下，振幅逐渐减小的振动说明：阻尼振动中振幅虽逐渐减小，但振动的频率不会变化，此频率为固有频率，由振动系统决定 2受迫振动是指系统在驱动力作用下的振动做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关说明：受迫振动中，若周期性的驱动力给系统补充的能
4、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课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义【例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，周期不变解析因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小，但振动周期不变答案BD课堂讲义课堂讲义【例2】如图141所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为()A1 Hz B3 HzC4 Hz D5 Hz解析受迫
5、振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1 Hz，选项A正确答案A图图141 课堂讲义课堂讲义 二、对共振的理解 1定义物体做受迫振动时，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振动的振幅最大，这种现象叫共振 2发生共振的条件f驱f固，即驱动力的频率等于振动系统的固有频率课堂讲义课堂讲义 3共振曲线(如图142所示)图图142 课堂讲义课堂讲义 4共振的防止与利用(1)利用：由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致如共振筛、荡秋千、共振转速计等(2)防止：由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越多越好如：部队过桥应便步
6、走说明：共振是物体做受迫振动时的一种特殊现象课堂讲义课堂讲义【例3】如图143所示，在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长为2l，先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振动稳定后()AD的振幅一定最大 BE的振幅一定最大CB的周期一定最短 D四个摆的周期相同图图143 课堂讲义课堂讲义 解析A振动起来后，使得B、C、D、E做受迫振动，振动的频率都等于A振动的频率，即各摆振动的周期都相等，选项C错误，D正确；由于D与A的摆长相差最大，E与A的摆长相等，所以D的振幅最小，E发生共振，振幅最大，选项A错误，B正确 答案BD课堂讲义课堂讲义【例4】如图144所示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知()A驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B驱动力频率为f3时，振子的振动频率为f3C假如让振子自由振动，它的频率为f2D振子做自由振动时，频率可以为f1、f2、f3图图144 课堂讲义课堂讲义 解析由题图可知当驱动力的频率为f2时，振子的振幅最大，即振子发生共振现象，故A正确；由共振条件知振子的固有频率为f2，所以C正确，D错误；振子做受迫振动时，振动频率由驱动力的频率决定，故B正确 答案ABC感谢各位老师！祝：身体健康 万事如意
