高中物理选修3-4第十一章机械振动中阻尼与共振现象教学案.pdfVIP

第章械振动

选修3-4

11.5外力作用的振动

【学习标】

1.知道阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况。

2.知道什么是受迫振动及其产生的条件，掌握物体做受迫振动的特点。

3.认识现象，掌握产生现象的条件。

4.了解的防止和应用。

重点：受迫振动的频率特点、的特点及条件

难点：受迫振动的频率特点、的特点及条件

【自主预习】

1.阻尼振动

(1)阻尼振动

实际的振动过程中，系统受到了摩擦力和其他阻力，机械能向内能

转化是无法避免的，振动过程中机械能不断减小使振动逐渐减弱直至最终

停止。这种振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。阻尼振动的图象如图11

－5－1所示。

(2)特点

阻尼振动的振幅尽管在减小，但其振动周期(频率)不变，它是由振动系统决定的。振动系统

确定后，其振动的周期(频率)就不变，称为固有周期(频率)。

例如：用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变。

2.受迫振动

(1)受迫振动

如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功，补偿系统因阻尼作用而损失的

能量，使系统持续地振动下去，这样的振动称为受迫振动。

①驱动力：加在振动系统上的外力，叫做驱动力。

②物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于的频率，跟物体的无关。

(2)自由振动

像弹簧振子和单摆那样，物体偏离平衡位置后，它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来，这种

振动叫做自由振动。

①自由振动不受外界的驱动力作用。

②自由振动的周期(频率)为系统的。

3.

(1)

受迫振动的物体其振动周期(或频率)取决于驱动力的周期，并且

当与物体的相等时，受迫振动的振幅最

大，这种现象叫做。

(2)的条件：f驱＝f固

即驱动力的频率与物体的固有频率相等。

、(3)曲线

受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图线，叫做曲线，如图所示。

【典型例题】

一、阻尼振动

【例1】一单摆做阻尼振动，则在振动过程中()

A．振幅越来越小，周期也越来越小

B．振幅越来越小，周期不变

C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变

D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变

二、受迫振动

【例2】关于受迫振动，以下中正确的是()

A．是在一恒力作用下的振动

B．振动频率可能大于或小于系统的固有频率

C．振动频率一定等于固有频率

D．振动频率一定等于驱动力的频率

三|、

【例3】如图11－5－4所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在

同一根水平细线上，当M在垂直水平细线的平面内摆动时，下列

正确的是()

A．两摆的振动周期是相同的

B．当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大

C．悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变

D．m摆的振幅可能超过M摆的振幅

四、自由振动、受迫振动和的关系

【例4】把一个筛子用四根弹簧支起来，在筛子上安装一个电动偏轮，它每转一周，给筛子一个

驱动力，这样就做成了一个筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15s，在某电压

下，电动偏心轮转速是36r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以

增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的()

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

【课后练习】

1.一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了()

A．减小对桥的B．使桥受力均匀