《物理 第一章 機(jī)械振動(dòng) 第4講 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng) 教科版選修34》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第一章 機(jī)械振動(dòng) 第4講 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng) 教科版選修34（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第4講阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)講阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng) 目標(biāo)定位目標(biāo)定位 1.知道阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng)并能從能量的觀點(diǎn)知道阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng)并能從能量的觀點(diǎn)給予說(shuō)明給予說(shuō)明.2.知道受迫振動(dòng)的概念知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)知道受迫振動(dòng)的概念知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟振動(dòng)物體的固有頻率無(wú)關(guān)動(dòng)力的頻率，而跟振動(dòng)物體的固有頻率無(wú)關(guān).3.理解共振的概理解共振的概念，知道常見(jiàn)共振的應(yīng)用和危害念，知道常見(jiàn)共振的應(yīng)用和危害一、阻尼振動(dòng)一、阻尼振動(dòng)1阻尼振動(dòng)阻尼振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中受到系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中受到_的作用，振動(dòng)逐漸消逝，的作用，振動(dòng)逐漸消逝，_逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰?，這種振動(dòng)叫做逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰?，這種
2、振動(dòng)叫做_振振動(dòng)動(dòng)2自由振動(dòng)自由振動(dòng)(無(wú)阻尼振動(dòng)無(wú)阻尼振動(dòng))系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身_作用下的振動(dòng)作用下的振動(dòng)阻力阻力 振動(dòng)能量振動(dòng)能量 阻尼阻尼 回復(fù)力回復(fù)力 3固有頻率：固有頻率：_振動(dòng)的頻率固有頻率由振動(dòng)的頻率固有頻率由_ _決定決定想一想想一想阻尼振動(dòng)中，在振幅逐漸減小的過(guò)程中，振子的阻尼振動(dòng)中，在振幅逐漸減小的過(guò)程中，振子的周期如何變化？周期如何變化？答案答案不變周期與振幅無(wú)關(guān)不變周期與振幅無(wú)關(guān)自由自由 系統(tǒng)本身的系統(tǒng)本身的 特征特征 二、受迫振動(dòng)二、受迫振動(dòng)1驅(qū)動(dòng)力：驅(qū)動(dòng)力：_的外力的外力2受迫振動(dòng)：受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在系統(tǒng)在
3、_作用下的振動(dòng)作用下的振動(dòng)3振動(dòng)穩(wěn)定后受迫振動(dòng)的周期總等于振動(dòng)穩(wěn)定后受迫振動(dòng)的周期總等于_的周期，受迫的周期，受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與物體的固有頻率振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與物體的固有頻率_關(guān)系關(guān)系三、共振三、共振驅(qū)動(dòng)力的頻率驅(qū)動(dòng)力的頻率_振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做振幅最大，這種現(xiàn)象叫做_周期性周期性 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力 沒(méi)有沒(méi)有 等于等于 共振共振 想一想想一想自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振分別對(duì)應(yīng)的周期自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振分別對(duì)應(yīng)的周期(或頻或頻率率)是什么？是什么？答案答案自由振動(dòng)對(duì)應(yīng)固有周期自由振動(dòng)對(duì)應(yīng)固有周期(或固有頻率或固有頻
4、率)，受迫振動(dòng)對(duì)，受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的周期應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率或頻率)，而共振對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)力的周期，而共振對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率或頻率)與固有周期與固有周期(或頻率或頻率)相等相等四、共振的應(yīng)用和防止四、共振的應(yīng)用和防止在需要利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率在需要利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率_或或_振振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率；在需要防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率；在需要防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率率_振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率.接近接近 等于等于 遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 1阻尼振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在阻力的作用下，振幅逐漸減小的振阻尼振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在阻力的作用下，振幅逐漸減小的振動(dòng)動(dòng)說(shuō)明：阻尼振
5、動(dòng)中振幅雖逐漸減小，但振動(dòng)的頻率不會(huì)變說(shuō)明：阻尼振動(dòng)中振幅雖逐漸減小，但振動(dòng)的頻率不會(huì)變化，此頻率為固有頻率，由振動(dòng)系統(tǒng)決定化，此頻率為固有頻率，由振動(dòng)系統(tǒng)決定2受迫振動(dòng)是指系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)做受迫振動(dòng)的受迫振動(dòng)是指系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)做受迫振動(dòng)的物體的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)物體的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)關(guān)說(shuō)明：受迫振動(dòng)中，若周期性的驅(qū)動(dòng)力給系統(tǒng)補(bǔ)充的能量說(shuō)明：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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)此振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一
6、、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)一、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)【例【例1】(多選多選)一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小，下列一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小，下列說(shuō)法中正確的是說(shuō)法中正確的是()A振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能C后一時(shí)刻的勢(shì)能一定小于前一時(shí)刻的勢(shì)能后一時(shí)刻的勢(shì)能一定小于前一時(shí)刻的勢(shì)能D后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能解析解析單擺在振動(dòng)過(guò)程中，因不斷克服空氣阻力做功使振單擺在振動(dòng)過(guò)程中，因不斷克服空氣阻力做功使振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為
7、內(nèi)能，A、D正確；雖然單擺總的機(jī)械能正確；雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能仍不斷地相互轉(zhuǎn)在逐漸減小，但在振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能時(shí)，動(dòng)能逐漸減小，勢(shì)能逐漸增大，化，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能時(shí)，動(dòng)能逐漸減小，勢(shì)能逐漸增大，而勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，所而勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，所以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢(shì)能或勢(shì)能)一定小于前一時(shí)刻的一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能動(dòng)能(或勢(shì)能或勢(shì)能)，故，故B、C錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案答案AD解析解析受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率
8、，把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為率為1 Hz，選項(xiàng)，選項(xiàng)A正確正確答案答案A二、對(duì)共振的理解二、對(duì)共振的理解1定義定義物體做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率物體做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振時(shí)，振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振2發(fā)生共振的條件發(fā)生共振的條件f驅(qū)驅(qū)f固固，即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率4共振的防止與利用共振的防止與利用(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)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、共振轉(zhuǎn)速計(jì)力的頻率與物體的固有頻率一
9、致如共振篩、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等等(2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時(shí)，要盡防止：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(guò)橋應(yīng)便步走好如：部隊(duì)過(guò)橋應(yīng)便步走說(shuō)明：共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象說(shuō)明：共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象解析解析A振動(dòng)起來(lái)后，使得振動(dòng)起來(lái)后，使得B、C、D、E做受迫振動(dòng)，振動(dòng)做受迫振動(dòng)，振動(dòng)的頻率都等于的頻率都等于A振動(dòng)的頻率，即各擺振動(dòng)的周期都相等，振動(dòng)的頻率，即各擺振動(dòng)的周期都相等，選項(xiàng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正確；由于正確；由于D與與A的擺長(zhǎng)相差
10、最大，的擺長(zhǎng)相差最大，E與與A的的擺長(zhǎng)相等，所以擺長(zhǎng)相等，所以D的振幅最小，的振幅最小，E發(fā)生共振，振幅最大，選發(fā)生共振，振幅最大，選項(xiàng)項(xiàng)A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B正確正確答案答案BD【例【例4】(多選多選)如圖如圖4所示一彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與所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，由圖可知驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，由圖可知()圖圖4A驅(qū)動(dòng)力頻率為驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B驅(qū)動(dòng)力頻率為驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，振子的振動(dòng)頻率為時(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)，頻率可以為振子做自由振動(dòng)時(shí)，頻率可以為f1、f2、f3解析解析由題圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為由題圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí)，振子的振幅最時(shí)，振子的振幅最大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；由共振條件知振子正確；由共振條件知振子的固有頻率為的固有頻率為f2，所以，所以C正確，正確，D錯(cuò)誤；振子做受迫振動(dòng)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，故時(shí)，振動(dòng)頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，故B正確正確答案答案ABC
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