高中物理·選修3-4·教科版第一章機(jī)械振動(dòng)1.4阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)

[目標(biāo)定位]

1.知道阻尼振動(dòng)和無阻尼振動(dòng)并能從能量的觀點(diǎn)給予說明.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)動(dòng)力的頻率，而跟振動(dòng)物體的固有頻率無關(guān).3.理解共振的概念，知道常見共振的應(yīng)用和危害．一、阻尼振動(dòng)1．阻尼振動(dòng) 系統(tǒng)在振動(dòng)過程中受到

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

振動(dòng)．2．自由振動(dòng)(無阻尼振動(dòng)) 系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身

作用下的振動(dòng)．3．固有頻率：

振動(dòng)的頻率．固有頻率由

決定．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)阻力振動(dòng)能量阻尼回復(fù)力自由系統(tǒng)本身的特征想一想阻尼振動(dòng)中，在振幅逐漸減小的過程中，振子的周期如何變化？答案不變．周期與振幅無關(guān)．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)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．振動(dòng)穩(wěn)定后受迫振動(dòng)的周期總等于

的周期，受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與物體的固有頻率

關(guān)系．三、共振 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)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做

．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)周期性驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力沒有等于共振想一想自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振分別對(duì)應(yīng)的周期(或頻率)是什么？答案自由振動(dòng)對(duì)應(yīng)固有周期(或固有頻率)，受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)，而共振對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與固有周期(或頻率)相等．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)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

或

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)力的頻率

振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)接近等于遠(yuǎn)離一、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)1．阻尼振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在阻力的作用下，振幅逐漸減小的振動(dòng)． 說明：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．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關(guān)． 說明：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)，但此振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．課堂講義課堂講義【例1】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，但振動(dòng)周期不變． 答案

BD課堂跳講義【例2】如圖1－4－1所示浮的裝即置，言彈簧拾振子距的固窮有頻揪率是4員Hz葡.現(xiàn)勻功速轉(zhuǎn)策動(dòng)把盆手，要給彈快簧振丙子以鬼周期劫性的乘驅(qū)動(dòng)像力，府測(cè)得天彈簧殼振子茅振動(dòng)符達(dá)到欄穩(wěn)定滿時(shí)的畏頻率益為1蹦Hz，則硬把手凝轉(zhuǎn)動(dòng)秘的頻寒率為()A．1嘩Hz白B．3扒HzC．4狼Hz扎D．5究Hz解析受迫適振動(dòng)滑的頻頌率等遍于驅(qū)貫動(dòng)力械的頻率秩，把鮮手轉(zhuǎn)外動(dòng)的嫁頻率鼓為1清H齊z，選執(zhí)項(xiàng)A正確隆．答案A圖1－4－1課堂德講義二、被對(duì)共冒振的勺理解1．定義物體呼做受婆迫振勒動(dòng)時(shí)稻，當(dāng)碼驅(qū)動(dòng)印力的算頻率犯等于佳系統(tǒng)睬的固抬有頻裳率時(shí)都，振辜動(dòng)的削振幅斥最大謠，這樹種現(xiàn)叛象叫旬共振感．2．發(fā)生汪共振豆的條逮件f驅(qū)＝f固，即扎驅(qū)動(dòng)斑力的擋頻率餡等于諒振動(dòng)梢系統(tǒng)枝的固瞧有頻茫率．課堂疤講義3．共振糧曲線(如圖1－4－2所示)圖1－4－2課堂瞇講義4．共振城的防屬止與背利用(1岸)利用復(fù)：由答共振霜的條慕件知蝴，要倘利用勝共振明，就頭應(yīng)盡枕量使思驅(qū)動(dòng)憶力的返頻率鉗與物適體的零固有么頻率確一致棍．如四共振基篩、探蕩秋修千、寬共振征轉(zhuǎn)速洋計(jì)等盡．(2步)防止領(lǐng)：由槳共振動(dòng)曲線姻可知溉，在礎(chǔ)需要站防止影共振棍危害姨時(shí)，止要盡杠量使觀驅(qū)動(dòng)沖力的行頻率潑和固銀有頻僚率不叛相等扁，而林且相傅差越愧多越吵好．鏈如：程部隊(duì)建過橋銷應(yīng)便級(jí)步走蛋．說明市：共漫振是候物體旅做受待迫振徑動(dòng)時(shí)薪的一狀種特?cái)[殊現(xiàn)搖象．課堂吼講義【例3】如圖1－4－3所示烤，在胞一根乏張緊按的水悶平繩旬上懸輸掛五柜個(gè)擺腹，其陰中A、E的擺販長(zhǎng)為l，B的擺蹦長(zhǎng)為0.瓦5l，C的擺最長(zhǎng)為1.圓5l，D的擺香長(zhǎng)為2l，先查使A振動(dòng)投起來脂，其綿他各失擺隨輛后也墾振動(dòng)脖起來炒，則鉆擺球忍振動(dòng)逝穩(wěn)定狹后()A．D的振貼幅一盤定最夸大B．E的振廉幅一晝定最也大C．B的周協(xié)期一膊定最腫短D．四暑個(gè)擺鞏的周煩期相謊同圖1－4－3課堂罰講義解析A振動(dòng)惑起來幣后，覺使得B、C、D、E做受助迫振亮動(dòng)，嫂振動(dòng)盒的頻悶率都售等于A振動(dòng)港的頻裂率，抽即各豈擺振香動(dòng)的睡周期惰都相賞等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤隊(duì)，D正確僵；由擴(kuò)于D與A的擺太長(zhǎng)相略差最壤大，E與A的擺閱長(zhǎng)相神等，揀所以D的振繳幅最披小，E發(fā)生破共振督，振逝幅最喊大，棵選項(xiàng)A錯(cuò)誤懼，B正確練．答案BD課堂瞞講義【例4】如圖1－4－4所示唯一彈取簧振奴子做耐受迫腹振動(dòng)港時(shí)的沖振幅望與驅(qū)邪動(dòng)力書頻率鍛的關(guān)陵系，奪由圖吵可知()A．驅(qū)謀動(dòng)力嚼頻率稠為f2時(shí)，萌振子嫁處于潛共振耽狀態(tài)B．驅(qū)測(cè)動(dòng)力爆頻率虛為f3時(shí)，槽振子元的振烤動(dòng)頻換率為f3C．假巖如讓清振子晉自由醒振動(dòng)憶，它擱的頻專率為f2D．振艇子做憐自由商振動(dòng)撿時(shí)，這頻率雹可以搞為f1、f2、f3圖1－4－4課堂剝講義解析由題能圖可饑知當(dāng)顆驅(qū)動(dòng)粥力的憶頻率屢為f2時(shí)，樣振子籌的振牛幅最絞大，墊即振