高中物理 第1112章 振動和波 外力作用下的振動 新人教版選修34

廣東省汕頭市澄海中學高中物理 第11-12章 振動和波 外力作用下的振動 新人教版選修3-4【知識概要】1. _叫做固有頻率。阻尼振動：_的振動叫做阻尼振動2.受迫振動：（1)振動系統(tǒng)在周期性_的振動叫做受迫振動（2)受迫振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)振動的頻率等于_，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān) 3.共振（1)當_等于_時，物體的振幅最大的現(xiàn)象叫做共振(2）條件：驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率f驅(qū)=f周（3)共振曲線如圖所示4機械振動的分類：(a)依據(jù)振動的特點分：(1)一般振動。 (2)簡諧振動。（等幅振動）(b)依據(jù)振動形成的原因分：(1)自由振動：使物體振動起來后，不再補充能量。其振動周期叫固有周期（頻率）。(2)受迫振動：物體在驅(qū)動力作用下（周期性變化的外力）的振動。其振動的周期等于驅(qū)動力的周期（頻率）。而與本身的固有周期（頻率）無關(guān)。驅(qū)動力的作用過程就是在不斷地向振動物體提供機械能，補充能量，使振動繼續(xù)下去。當驅(qū)動力的周期（頻率）與物體的固有周期（頻率）相等時，受迫振動的振幅最大，此時發(fā)生共振現(xiàn)象，所以產(chǎn)生共振的條件是f驅(qū)=f周(c)依據(jù)振幅的變化情況分：(1)等幅振動（又叫無阻尼振動） (2)減幅振動（又叫阻尼振動）注意：等幅振動、阻尼振動是從振幅是否變化的角度來區(qū)分的,等幅振動不一定不受阻力作用【課堂例題】【例1】( ) 關(guān)于阻尼振動，以下說法中正確的是:A.機械能不斷減小 B.動能不斷減小C.振幅不斷減小 D.一定不是簡諧運動【例2】（ ）如圖所示，一根水平細鋼絲兩邊固定，它下面懸掛三個擺長為lA=1.00m，lB=0.50m，lC=0.25m的單擺，三個擺球相同，現(xiàn)用周期變化的外力作用于細鋼絲上，下述判斷正確的是：A.外力的頻率為0.5Hz時，B球振幅最大B.外力的頻率為1Hz時，A球振幅最大C.外力的頻率為1Hz時，C球振幅最大D.外力的頻率為2Hz時，A球振幅最大【例3】( )關(guān)于共振的防止和利用，應做到：A 利用共振時，應使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率B 利用共振時，應做驅(qū)動力的頻率大于或小于振動物體的固有頻率C 防止共振危害時，應盡量使驅(qū)動力頻率接近或等于物體的固有頻率D 防止共振危害時，應使驅(qū)動力頻率遠離振動物體的固有頻率【例4】汽車在一條起伏不平的公路上行駛，路面上凸起處相隔的距離大約都是16米，汽車的車身是裝在彈簧上的，當汽車以8米秒的速度行駛時，車身起伏振動得最激烈，求：彈簧的固有周期為多少？【例5】如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。（1）當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是多大？（2）轉(zhuǎn)速多大時，彈簧振子的振幅最大？【鞏固訓練】( )1. A 、B兩個彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f，若它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動，則：A 振子A的振幅不大，振動頻率為F B.振子B的振幅較大，振動頻率為3fC. 振子A的振幅較大，振動頻率為3f D.振子B的振幅較大，振動頻率為f ( )2. 關(guān)于受迫振動，下列說法錯誤的是：A它必然受周期性變化的外力 B它可以是無阻尼的振動C穩(wěn)定后物體做簡諧振動 D穩(wěn)定后物體做周期性振動3.在火車車廂里用懸掛一個小球，由于鐵軌接合處的震動使小球擺動，如果鐵軌長12.5m，線長40cm，那么當火車的速度達到_時，球擺動的振幅最大？4.洗衣機脫水缸正常工作時，轉(zhuǎn)速為2800r/min，脫水后切斷電源到電動機停止轉(zhuǎn)動的時間為16s，實際發(fā)現(xiàn)13s左右時，洗衣機震動得最為激烈。若切斷電源后轉(zhuǎn)速是隨時間均勻減小的，求：洗衣機振動的固有頻率大約是多少？5.如圖所示是一單擺的共振曲線,該單擺的擺長約為多少?共振時單擺的振幅多大?(，g取10m/s2)2