外力作用下的振动 学案

1、第5课时：外力作用下的振动班级 姓名 【知识梳理】1简谐运动：（1）以水平方向弹簧振子为例，振子是在弹力的作用下发生的振动，如果不考虑摩擦力和空气阻力，只有 做功，简谐运动过程中 和 发生相互转化，振动系统的 保持不变。振动系统的机械能跟振幅有关，振幅越大， 就越大。（2）做简谐运动的物体受到的回复力是振动系统 的相互作用力，如果振动系统不受外力作用，此时其振动频率称为 ，振动周期称为 。2阻尼振动：（1）当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻碍，系统要克服 的作用而做功，消耗 ，因而 减小，最后停下来。（2）阻尼振动：指 逐渐减小的振动，振动系统受到的 越大， 减小的越快。当阻尼过大时，系

2、统将不能发生振动。（3）实际的振动肯定是阻尼振动，只有当阻力很小，在不太长的时间内看不出振幅明显减小时，可以把它当做无阻尼振动来处理。3受迫振动：（1）阻尼振动最终要停下来，要维持系统的持续振动，简单的办法是使 的外力作用于振动系统，外力对系统 ，补偿系统的能量损失。（2）这种周期性的外力叫做 ，系统在 作用下的振动叫做受迫振动。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：（1）共振：当驱动力的频率 物体的固有频率时，受迫振动的振幅会增大，当两者频率相等时，受迫振动的振幅 ，此时达到共振现象。（2）共振曲线：右图的曲线表示的是振动系统的 随 的关系。可以看

3、出，只有当和 相等时，受迫振动的振幅最大。（3）共振的应用和防止：在需要利用共振的时后，应使驱动力的频率尽可能接近物体的固有频率；在防止的时候，驱动力的频率与物体的固有频率相差越远越好。（4）应用的实例有：共振刷、音箱、各种乐器等；防止的实例有：火车过桥时的减速、汽车的减振系统、海边建筑物的固有频率远远偏离海风的频率等。【典型例题】【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实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用D在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变E振动过程中，机械能不守恒，周期不变【例2】如右图所示是单摆做阻尼运动的位移时间

4、图线，下列说法中正确的是【 】A摆球在P与N时刻的势能相等B摆球在P与N时刻的动能相等C摆球在P与N时刻的机械能相等D摆球在P时刻的机械能小于N时刻的机械能【例3】某振动系统的固有频率f1，该振动系统在频率为f2的驱动力的作用下做受迫振动，系统的振动频率为【 】Af1 Bf2 Cf1 + f2 D（f1 + f2）/2【例4】将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示某同学由此图象提供的信息做出的下列判断中，正确的是【 】At0.2 s时摆球正经过最低点Bt1.1 s时摆球正经过最低点C摆球摆动过程中机械能减小D摆

5、球摆动的周期是T1.4 s【例5】如图所示，一根张紧的绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等，先让A摆振动起来，其他各摆也随着振动起来，下列说法中正确的是【 】A其他各摆振动周期跟A摆相同B其他各摆振动振幅大小相等C其他各摆振动振幅大小不等，E摆振幅最大D其他各摆振动周期大小不同，D摆周期最大【例6】如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，下列说法正确的是【 】A摆长约为10cmB摆长约为1mC若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动【例7】如下图所示为两个单摆受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是【 】A两个单摆的固有周期之

6、比为TT25B若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比为LL425C图线若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 mD若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线是月球上的单摆的共振曲线【例8】如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手B上的曲轴可以带动弹簧振子上下振动，问：（1）开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做的振动是 ，其固有周期是 ，若考虑摩擦和空气阻力，振子做的振动是 。（2）在振子正常振动过程中，以转速4 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做的振动是 ，其周期是 。【课后巩固

7、练习】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受迫振动稳定后频率与自身物理条件无关2一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是【 】A振动的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3 A、B两个单摆，A摆的固有频率为f，B摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么A、B两个单摆比较【 】AA摆的振幅较大，振动频率为f BA摆的振幅较大，振动频率为5fCB摆的振幅较大，振动频率为5f

8、 DB摆的振幅较大，振动频率为4f4研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的共振曲线，下列说法正确的是【 】A其纵坐标为位移B其横坐标为固有频率C单摆的固有周期为2sD图象的峰值表示共振时的振幅5部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫碱，主要原因是【 】A减轻对桥的压力，避免产生回声 B减少对桥、雪山的冲量C避免使桥发生共振和使雪山发生共振D使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少6洗衣机在把衣服脱水完毕拔掉电源后，电动机还要转动一会才能停下来，在拔掉电源后，发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是【 】A

9、洗衣机没放平衡 B电动机有一阵子转快了C电动机转动的频率和洗衣机的固有频率相近或相等 D这只是一种偶然现象7如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一个支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用而做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是【 】A甲的振幅较大，且振动频率为8 HzB甲的振幅较大，且振动频率为9 HzC乙的振幅较大，且振动频率为9 HzD乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz8有一根张紧的水平绳上挂有5个双线摆，其中b摆摆球质量最大，另4个摆球质量相等，摆长关系为LcLbLdLaLe，如图所示，现将b摆垂直纸面

10、向里拉开一微小角度，放手后让其振动，经过一段时间，其余各摆均振动起来，达到稳定时【 】A周期关系为TcTdTaTeB频率关系为fcfdfafeC摆幅关系为AcAdAaAcD四个摆中，d的振幅最大，且AeAa9如图所示，在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆，四个单摆的摆长关系为lclb =ldla，先让d摆摆动起来（摆角不超过10），则正确的是【 】Ab摆发生振动，其余摆均不动B所有摆均以相同频率振动C所有摆均以相同摆角振动D以上说法均不正确10一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如右图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，测得其振动周期为0.5 s，然后摇动把手，使转速逐渐增大，则【 】A振子振动周期先增大后减小B振子振动频率先增大后减小C当转速等于240 r/min时，振子振动周期为0.25 sD当转速等于120 r/min时，振