（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第5課時(shí) 外力作用下的振動(dòng)課件 新人教版選修3-4.ppt

第5課時(shí)外力作用下的振動(dòng),研究選考把握考情,知識點(diǎn)一阻尼振動(dòng),基礎(chǔ)梳理,1.固有振動(dòng)如果振動(dòng)系統(tǒng)不受_的作用，此時(shí)的振動(dòng)叫做固有振動(dòng)，其振動(dòng)頻率稱為_2.阻尼振動(dòng)當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)受到阻力的作用時(shí)，我們說振動(dòng)受到了_，系統(tǒng)克服_的作用要做功，消耗機(jī)械能，因而_減小，最后停下來。這種振幅逐漸減小的振動(dòng)，叫做阻尼振動(dòng)。,外力,固有頻率,阻尼,阻尼,振幅,一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)過程中()A.振幅越來越小，周期也越來越小B.振幅越來越小，周期不變C.在振動(dòng)過程中，通過某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變D.在振動(dòng)過程中，機(jī)械能不守恒，周期不變解析因單擺做阻尼振動(dòng)，所以振幅越來越小，機(jī)械能越來越小，振動(dòng)周期不變。答案BD,即學(xué)即練,知識點(diǎn)二受迫振動(dòng),1.驅(qū)動(dòng)力：_的外力。2.受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在_作用下的振動(dòng)。3.受迫振動(dòng)的頻率：不管系統(tǒng)的固有頻率如何，它做受迫振動(dòng)的頻率總等于周期性_的頻率，與系統(tǒng)的_無關(guān)。4.共振：驅(qū)動(dòng)力頻率f_系統(tǒng)的固有頻率f0時(shí)，受迫振動(dòng)的_最大，這種現(xiàn)象叫做共振。,基礎(chǔ)梳理,周期性,驅(qū)動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)力,固有頻率,等于,振幅,要點(diǎn)精講,1.受迫振動(dòng)中，若周期性的驅(qū)動(dòng)力給系統(tǒng)補(bǔ)充的能量與系統(tǒng)因振動(dòng)阻尼消耗的能量相等，物體做等幅振動(dòng)，但此振動(dòng)不是簡諧運(yùn)動(dòng)。2.對共振現(xiàn)象的理解(1)發(fā)生共振的條件f驅(qū)f固，即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。(2)共振曲線(如圖1所示),圖1,3.共振的防止與利用,(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率一致。如共振篩、蕩秋千、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等。(2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時(shí)，要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率和固有頻率不相等，而且相差越多越好。如：部隊(duì)過橋應(yīng)便步走。說明：共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象。,【例1】如圖2所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為(),A.1HzB.3HzC.4HzD.5Hz解析受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為1Hz，選項(xiàng)A正確。答案A,圖2,【例2】如圖3甲所示，豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架的下面系著一個(gè)彈簧和小球，共同組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)圓盤靜止時(shí)，小球可穩(wěn)定振動(dòng)?，F(xiàn)使圓盤以4s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定。改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，彈簧和小球系統(tǒng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系)如圖乙所示，則(),圖3,A.此振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率約為3HzB.此振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率約為0.25HzC.若圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期增大，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率不變D.若圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期增大，共振曲線的峰值將向右移動(dòng)解析當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí)，振幅最大，所以固有頻率約為3Hz，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)的振動(dòng)周期由驅(qū)動(dòng)力的周期決定，所以圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期增大，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；系統(tǒng)的固有頻率不變，共振曲線的峰值位置不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A,【跟蹤訓(xùn)練】如圖4表示一彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，由圖可知(),A.驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B.驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，振子的振動(dòng)頻率為f3C.假如讓振子自由振動(dòng)，它的頻率為f2D.振子做自由振動(dòng)時(shí)，頻率可以為f1、f2、f3解析由題圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí)，振子的振幅最大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；由共振條件知振子的固有頻率為f2，所以C正確，D錯(cuò)誤；振子做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，故B正確。答案ABC,圖4,1.若空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動(dòng)中，總是減小的物理量為()A.振幅B.位移C.周期D.機(jī)械能,答案AD,2.如圖5所示是單擺做阻尼振動(dòng)的位移時(shí)間圖線，下列說法中正確的是(),A.擺球在P與N時(shí)刻的勢能相等B.擺球在P與N時(shí)刻的動(dòng)能相等C.擺球在P與N時(shí)刻的機(jī)械能相等D.擺球在P時(shí)刻的機(jī)械能大于N時(shí)刻的機(jī)械能,圖5,解析由于擺球的勢能大小由其位移和擺球質(zhì)量共同決定，P、N兩時(shí)刻位移大小相同，所以勢能相等，A正確；由于系統(tǒng)機(jī)械能在減少，P、N兩時(shí)刻勢能相同，則P時(shí)刻動(dòng)能大于N時(shí)刻動(dòng)能，所以擺球在P時(shí)刻的機(jī)械能大于N時(shí)刻的機(jī)械能，B、C錯(cuò)誤，D正確。答案AD,3.如圖6所示，把兩個(gè)彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)情況是(),A.甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為8HzB.甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzC.乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzD.乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為72Hz,圖6,解析振子做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，由于甲振子的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相差較小，所以甲的振幅較大，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B,4.一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系)如圖7所示，則(),圖7,A.此單擺的固有周期約為0.5sB.此單擺的擺長約為1mC.若擺長增大，單擺的固有頻率增大D.若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng),答案B,