高中物理 第1章 机械运动 第4节 生活中的振动教师用书 鲁科版选修.doc

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1、第4节　生活中的振动阻尼振动[先填空]1．定义阻尼振动是指振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的阻力越大，振幅减小得越快．2．产生的原因振动系统克服摩擦力和其他阻力做了功，系统的机械能不断减小，振幅也不断减小．3．图象如图141所示，振幅逐渐减小，最后停止振动．图141[再判断]1．做阻尼振动的物体因克服摩擦或其他阻力做功，它的机械能逐渐减小．(√)2．做阻尼振动的物体其振动频率不变．(√)3．阻尼振动振幅逐渐减小时，其频率也逐渐减小．(×)[后思考]物体做阻尼振动时，振幅逐渐变小，周期如何变化？【提示】　不变．周期由自身结构决定．[核心点击]1．简谐运动是一

2、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．简谐运动和阻尼振动对比列表如下振动类型简谐运动阻尼振动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象实例弹簧振子振动，单摆做小角度摆动敲锣打鼓发出的声音越来越弱1．如图142所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是(　　)图142A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能E．摆球振幅逐渐减小，频率不变【解析】　在单

3、摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使振动的能量逐渐转化为内能，C错，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．由于A、B两时刻单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等，A错，B对．摆球的振幅逐渐减小，频率不变，E正确．【答案】　BDE2．下列说法中正确的是(　　)【导学号：】A．阻尼振动是减幅振动B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D．阻尼过大时，系统将不能发生振动E．发生阻尼振动，振动系统的机械能不发生变化【解析】　阻尼振动即振动过程中受到阻力作用的振动，因为实际

4、的运动在空气中要受到空气的阻力作用，因此不可避免地受到阻尼作用，即B选项正确；由于振幅是振动系统能量大小的标志，阻尼振动过程中由于要克服阻力做功，消耗系统的机械能，因此系统机械能减小，所以振幅要减小，则A选项正确；但是振动系统的周期与振幅无关，因此阻尼振动尽管是减幅振动，但其固有周期不变，当阻尼过大时由于合外力可能为零，将不能提供回复力，则振动系统将不能发生振动，此时振动系统的周期可看作无穷大，因此C选项不正确，D选项正确；发生阻尼振动，振动系统的机械能逐渐减小，E错误．【答案】　ABD3．某一单摆由于受阻力作用，从开始摆动到逐渐停止的过程中(　　)A．振

5、幅越来越小，周期也越来越小B．振幅越来越小，周期不变C．通过某一位置时，机械能始终不变D．机械能不守恒，周期不变E．单摆在振动过程中，摆球要克服阻力做功【解析】　单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故选项B、D对，A、C错．单摆在振动过程中，摆球要克服阻力做功．E正确．【答案】　BDE阻尼振动的三个特点1．振幅逐渐减小，最后停止振动．2．系统的机械能逐渐减少，最后耗尽．3．周期、频率不随振幅的变化而变化．受迫振动与共振[先填空]1．受迫振动(1)驱动力：给振动物体施加的一个周期性的外力．(2)受迫振动：在周期性外力作用下的振动．(3)受

6、迫振动的周期或频率物体做受迫振动时，振动稳定后的周期或频率总等于驱动力的周期或频率，与物体的固有周期或固有频率无关．2．共振(1)条件：驱动力的频率等于物体的固有频率．(2)特征：共振时，物体振动的振幅最大．(3)共振曲线：如图143所示．图1433．共振的应用与防止(1)共振的应用在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率，振动将更剧烈．(2)共振的防止在防止共振时，驱动力频率与系统的固有频率相差越大越好．[再判断]1．做受迫振动的物体其频率由自身决定．(×)2．驱动力的频率越大振动物体振幅越大．(×)3．共振的条件是驱动力的频率等于物体的

7、固有频率．(√)[后思考]用扁担挑水时，有时桶里的水会晃动得厉害，甚至会从桶里溅出来，为什么？【提示】　挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶作用，使水受到驱动力而做受迫振动，当驱动力的频率接近(或等于)桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水会晃得厉害，甚至溅出来．[核心点击]1．从受力角度来看振动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，物体的振幅达到最大．2．从功能关系来看当驱动力频率越接近物

8、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