外力作用下的振动导学案

1、11.5 外力作用下的振动导学案 2014012学习目标：（ 1）知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况（2） 知道做受迫振动物体的振动频率跟固有频率无关，而等于驱动力的频率 （3） 知道共振以及发生共振的条件， 知道共振的应用和防止的实例学习重点和难点： （ 1）受迫振动，共振。 （2） 驱动力的频率、固有频率的区别。 自主学习 :一、阻尼振动：1、固有频率：如果振动系统 作用，此时的振动叫固有振动，其振动频率称为2、阻尼振动 （减幅振动 ） ： 逐渐减小的振动叫阻尼振动振动物体克服摩擦和其他阻力做了功，它自己的 逐渐减小， 也随着变小说明：（ 1）同一简谐运动能量的大小由 振幅 大小

2、确定（ 2）阻尼振动振幅减小的快慢跟 所受阻尼的大小有关 ，阻尼越大，振幅减小得越快（ 3）物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的频率仍由自身结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化（4）阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小，可以把它当做简谐运动来 处理二、受迫振动 :1、驱动力：加在振动系统上的 ，叫做驱动力2、受迫振动：系统在 作用下的振动，叫受迫振动3、受迫振动的周期和频率：物体做受迫振动时，振动 的频率等于 的频率，跟物体的 频率无关三、共振1、共振： 频率等于系统的 频率时，受迫振动的 最大，这种现象叫做共振2、共振的条件：驱动力的频率与物体的固有频率 3、共振曲线共

3、振曲线直观地反映出 驱动力的频率 对 受迫振动物体振幅 的影响，由共振曲线可知，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大。4、共振的防止与利用（1） 利用：要利用共振，应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致。如：共振筛、荡 秋千等（2） 防止：需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越 多越好。如：部队过桥应便步走。课内探究1 分组讨论阻尼振动产生的原因及避免方法2 互相合作通过实验探究受迫振动频率与驱动率频率关系及共振条件课堂练习1. 铁路上每根铁轨长 12 m ，若支持车厢的弹簧固有周期是 0.6 s，列车以下列哪一速度行 驶时，车厢振动得最厉害

4、（ ）A. 20m/s B.5 m/s C.6 m/s D.12 m/s2. 如图所示， 在一根弹性木条上挂几个摆长不等的单摆，其中 A 、E的摆长相等， A摆球的质量远大于其他各摆 .当A 摆振动起来后， 带动其余各摆也随之振动，达到稳定后，以下关于各摆振动的说 法正确的是（ ）A. 各摆振动的周期都相等B.C 摆振动的振幅最大C.B 、C、D 、 E四摆中， E摆的振幅最大D.C 摆振动的周期最大4f.若它们均在频率为3f 的驱3. A 、B 两个弹簧振子， A 的固有频率为 f，B 的固有频率为 动力作用下做受迫振动，则（ ）A.A 的振幅较大，振动频率为 fC.A 的振幅较大，振动频率

5、为 3fB. B 的振幅较大，振动频率为 3fD.B 的振幅较大，振动频率为 4f4. 自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是（A. 机械能守恒B.能量正在消失C. 总能量守恒，机械能减小D.只有动能和势能的相互转化外力作用下的振动课后训练案12345678910班级 姓名总分1一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了( )A 减小对桥的压力B使桥受力均匀C减小对桥的冲力D避免使桥发生共振2如图 51 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 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

6、能D 摆球 A 时刻的机械能大于 B 时刻的机械能 3弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于( )A振子开始振动时振幅太小B在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量 C动能和势能相互转化D振子的机械能逐渐转化为内能4如图 5 2 所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆， 让它摆动后带动其他摆运动， 下列结论 正确的是 ( )A 其他各摆的振动周期与 A 摆的相同 B其他各摆的振幅都相等C其他各摆的振幅不同， E 摆的振幅最大D其他各摆的振动周期不同， D 摆周期最大5如图 5 3所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f 固1 2 Hz，电动机皮带轮的直径 d1是曲轴皮

7、带轮 d2 的12。 为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为 ( ) A60 r/minB120 r/minC 30 r/minD 240 r/minA弹簧振子的振动周期为T1BCD弹簧振子的振动周期为 要使弹簧振子振幅增大， 要使弹簧振子振幅增大，T2 可让把手转速减小 可让把手转速增大振子， 若不转动把手 C，让其上下振动， 周期为 T1，若使把手以周期 T2(T2>T1)匀速转动， 当运动都稳定后，则 ( )6如图 5 4所示的装置中， 在曲轴 AB 上悬挂一个弹簧7一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，对这一现象，下列说法

8、正确的是 ( ) 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率 当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 AB CD8下列说法正确的是 ( )A某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率D某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动9下列振动中属于受迫振动的是 ( )A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B打点计时器接通电源后，振针的振动C小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起

9、摆动D弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动 10. 如图所示是一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知 ( ) A驱动力的频率为 f 2时，振子处于共振状态B驱动力的频率为 f 3时，振子的振动频率为 f 3C假如让振子自由振动，它的频率为f 2D振子做自由振动时，频率可以为f 1、f 2 和 f 31A 2 AC 3B 4 C课后练习答案：1. 解析： 部队过桥时，战士整齐的步伐会给桥一个周期性的驱动力，使桥做受迫振 动。当该驱动力的周期 （或频率 ）与桥的固有周期 （或频率 ）一致时， 会使桥面振幅越来越大， 形成共振，对桥造成危害，因此部队过桥时应便步走。答案： D2. 解

10、析： 阻尼振动机械能不断损失，但 A、B 两点摆球高度相等， Ep 相等。答案： B 、 D3. 解析： 由于阻力作用，振子的机械能减小，振幅减小。答案： B 、 D4. 解析：受迫振动的周期都应等于驱动力的周期 （A 摆的周期 ）。A、E 两摆为双线摆， 其等效摆长相等， LA LE，A 摆振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使其他摆振动，由 于 E 摆的固有周期与驱动力 A 摆的周期相同，所以 E 摆的振幅最大， B 、C、D 三个摆的 固有周期偏离驱动力 A 摆的周期各不相同，所以它们振动的振幅各不相同。答案： A 、C5. 解析： 若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f2 Hz，即 2 r/s，由于 d1 r11，d2 r2 2 1r12r2，故 1/2 2/1 ，所以电动机转速为 4 r/s，即 240 r/min 。答案： D6. 解析： 受迫振动的物体振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率（周期 ）等于振动物体的固有频率 （周期 ）时振幅最大。由于 T2>T1，故增加转速， T2 减小，与 T1 接 近，振幅增大。答案： B 、 D7. 解析：洗衣机切断电源，波轮转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强 烈的振动，说明了此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。此后波轮转速 减慢，则 f驱<f 固，