高中物理选择性必修一优质课公开课导学案2.5.pdf

5．阻尼振动受迫振动

课标要求

1.知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况．

2．知道什么是受迫振动，掌握物体做受迫振动的特点．

3．知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害．

思维导图

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、阻尼振动

1．自由振动

系统不受外力作用，只在自身________作用下的振动，称为自由振动．理想情况下(即不

受任何阻力，没有任何能量损耗)振幅保持不变，叫作无阻尼振动．自由振动的频率叫系统的

________．

[导学1]

(1)阻尼振动过程中，由于克服阻力做功，振动系统的机械能减少，振幅减小．

(2)阻尼振动的振幅减小，但周期不变．

2．阻尼振动

系统在振动过程中受到摩擦及空气阻力等的作用，振动逐渐________，即振幅逐渐

________，振动能量逐步转变为其他能量．

3．无阻尼振动和阻尼振动的图像

二、受迫振动

1．驱动力

如果用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统的能量损耗，使系统持续________地振

动下去，这种周期性的外力叫作驱动力．

2．受迫振动

振动系统在驱动力作用下的振动．

3．受迫振动的频率

做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于________的频率，与物体的固有频率无

关．

4．共振

驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫作共振．

5.共振曲线

如图表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系，其中f0为振动物体的固有频率．

可以看出：当驱动力的频率f等于振动物体的固有频率f0时，振幅最大；驱动力的频率

f跟固有频率f0相差越大，振幅越小．

[导学2]

(1)受迫振动的频率等于驱动力的频率，不一定等于固有频率．

(2)驱动力的频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大；当驱动力的频率等于固有频率

时，受迫振动的振幅最大，即达到共振．

三、共振的应用和防止

1．共振的应用

在需要用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的________，例如，测量机器转

速的转速计及筛分各种粒度物料的共振筛．

2．共振的防止

在需要防止共振时，应使驱动力频率远离振动系统的________．如部队过桥时用便步；

火车过桥时减速；轮船航行时改变船的航向与速度；机器运转时调节机器的转速等．

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一简谐运动与阻尼振动的比较

导学探究

把用细线悬吊的小球拉离平衡位置，放手后小球在竖直面内来回摆动，

(1)观察小球摆动的振幅怎样变化？这种振动是阻尼振动吗？

(2)测量小球振动的周期变化吗？

归纳总结

1.简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑．

2．阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动．

3．二者对比列表如下

振动类型

简谐运动阻尼振动

比较项目

产生条件不受阻力作用受阻力作用

频率固有频率频率不变

振幅不变减小

振动图像

实例弹簧振子的振动，单摆做小角度的摆动敲锣打鼓发出的声音越来越弱

典例示范

例1(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线．下列说法正确的是()

A．摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能

B．摆球在A时刻的势能等于B时刻的势能

C．摆球在A