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1、第十一章,第 5 节,新知预习巧设计,名师课堂一点通,创新演练大冲关,随堂检测 归纳小结,课下作业 综合提升,要点一,要点二,要点三,1知道什么是阻尼振动；知道在什么 情况下可以把实际发生的振动看做 简谐运动。 2知道什么叫驱动力，什么叫受迫振 动，能举出受迫振动的实例。知道 受迫振动的频率等于驱动力的频率， 跟物体的固有频率无关。 3知道什么是共振以及发生共振的条 件。,1固有振动和固有频率 (1)固有振动：不受外力作用的振动。 (2)固有频率：固有振动的频率。,2阻尼振动 (1)阻力作用下的振动：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了 ，系统克服 的作用要做功，消耗机械能，因而 减小，最后
2、停下来。 (2)阻尼振动： 逐渐减小的振动。振动系统受到的 越大， 减小得越快，阻尼振动的图象如图1151所示 ，振幅越来越小，最后停止振动。,图1151,阻尼,阻尼,振幅,振幅,阻尼,振幅,(3)实际振动的理想化：当 很小时，在不太长的时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它当做 来处理。 关键一点 阻尼振动的振幅逐渐减小，但振动周期不变。,阻尼,简谐运动,3受迫振动 (1)持续振动的获得： 实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，办法是使 的外力作用于振动系统，外力对系统 ，补偿系统的 。 (2)驱动力：作用于振动系统的 的外力。 (3)受迫振动：振动系统在 作用下的振动。
3、 (4)受迫振动的频率： 做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于 的频率，与系统的 无关。,周期性,做功,能量损耗,周期性,驱动力,驱动力,固有频率,4共振 (1)条件：驱动力频率 系统的固有频率。 (2)特征：共振时受迫振动的 最大。 (3)共振曲线：如图1152所示。,图1152,等于,振幅,5共振的应用与防止 (1)共振的应用： 采用方法：在应用共振时，驱动力频率接近或等于振动系统的 。 实例：转速计、 。,固有频率,共振筛,(2)共振的防止： 采用方法：在防止共振时，驱动力频率与系统的 相差越大越好。 实例：部队过桥时用 ；火车过桥时减速；轮船航行时，改变航向或航速。目的都是使驱动
4、力的频率 物体的固有频率。 关键一点 驱动力的频率越接近固有频率，振幅越大，二者相等时振幅最大。,固有,频率,便步,远离,1下列说法正确的是 ( ) A实际的自由振动必然是阻尼振动 B在外力作用下的振动是受迫振动 C阻尼振动的振幅越来越小 D受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关,解析：实际的自由振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，必然是阻尼振动，故A、C正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下物体所做的振动才是受迫振动，B错；受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，D对。 答案：ACD,2如图1153所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动 摇把，曲轴可以
5、带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为2 Hz；然后以60 r/min的转速匀速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为 ( ),图1153,A0.25 s B0.5 s C1 s D2 s 解析：弹簧振子受摇把的作用而振动，做受迫振动，所以其振动的周期等于驱动力的周期。故正确答案为C。 答案：C,图1154,答案：A,4队伍过桥不要齐步走，其目的是 ( ) A减小对桥的压力 B减小人脚对桥的冲击力 C使桥各部分受力均匀 D避免使桥发生共振 解析：队伍过桥时如果齐步走，给桥以周期性驱动力，有可能使桥发生共振，故D正确。 答案：D,现实生活中的振动几乎都是阻尼
6、振动，原因就是在振动中始终受到空气阻力的作用，系统克服阻力做功，机械能不再守恒，像挂钟不上发条，钟摆就会停下来。简谐运动是不受阻力的运动，不损失机械能，这是一种理想模型。下面就两种运动对比一下：,名师点睛 (1)阻尼振动中振幅虽逐渐减小，但振动的频率不会变化，此频率称为固有频率，由振动系统决定。 (2)是否是阻尼振动，关键是看振幅是否逐渐减小。,1一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小。下列说法正确的是 ( ) A机械能逐渐转化为其他形式的能 B后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 审题指导 在阻尼振动中，振动系统的
7、机械能减小，即动能和势能之和减小。但在一段较短的时间内，动能和势能不一定都减小，关键要看动能与势能之间是如何转化的以及转化的快慢。,解析 单摆在振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故选项B、C不对。 答案 AD,振动的振幅逐渐减小，则振动系统的能量(机械能)逐渐减小，而振动系统的动能和势能如何变化，还要看振子是远离平衡位置还
8、是向平衡位置振动。,2铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s。下列说法正确的是 ( ) A列车的危险速率为40 m/s B列车过桥需要减速，是为了防止发生共振现象 C列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D增加钢轨的长度有利于列车高速运行,答案 ABD,(1)受迫振动的频率等于驱动力的频率。 (2)处理实际问题时，注意区分固有频率、受迫振动频率和驱动力的频率。,1从受力角度来看 振动
9、物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，驱动力的频率跟物体的固有频率越接近，使物体振幅增大的力的作用次数就越多，当驱动力频率等于物体的固有频率时，它的每一次作用都使物体的振幅增加，从而使振幅达到最大。,2从功能关系来看 当驱动力频率越接近物体的固有频率时，驱动力与物体运动一致的次数越多，驱动力对物体做正功越多，振幅就越大。当驱动力频率等于物体固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量时，振幅才不再增加。,3利用共振解决问题 (1)在分析解答有关共振问题时，要抓住产生共振的条件分析：驱动力
10、的频率等于固有频率时产生共振，此时振动的振幅最大。 (2)在解决有关共振的实际问题时，要抽象出受迫振动这一物理模型，弄清驱动力频率和固有频率，然后利用共振的条件进行求解。 (3)图象法解决问题直观方便，利用共振图线可以找出最大振幅，以及振动的固有频率或固有周期，然后再利用周期公式进行分析，如图1155所示。,图1155,名师点睛 (1)当驱动力的频率与固有频率相差越大时，振动的振幅就越小；当驱动力的频率与固有频率相等时，振幅最大。 (2)从受迫振动的振幅与频率的关系图象中可以得到振动的固有频率，在计算中可以利用这一条件。,3把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上安一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子
11、一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，如图1156所示。筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是 ( ),图1156,A提高输入电压 B降低输入电压 C增加筛子质量 D减小筛子质量 审题指导 解答本题时应注意以下两点。 (1)筛子的振幅与哪些物理量有关。 (2)偏心轮的周期与哪些物理量有关。,答案 AC,(1)在分析解答有关共振问题时，要抓住产生共振的条件：驱动力的频率等于固有频率时产生共振，此时振动的振幅最大。 (2)在解决有关共振的实际问题时，要抽象出受迫振动这一物理模型，弄清驱动力频率和固有频率，然后利用共振的条件进行求解。,
