【名师课件】2.6 课件：受迫振动 共振-2025版高一物理必修二

物理受迫振动共振选择性必修第一册“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么？情境导入知识海洋生活中，摇曳的树叶会停下来，摆动的秋千也会停止运动。由于实际的振动系统都会受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用，振幅必然逐渐减小。这种振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动，其振动图像如图所示。阻尼振动知识海洋空气中的弹簧振子和单摆，由于受到空气阻力的作用，做振幅逐渐减小的运动叫做阻尼振动。而钟摆能保持振幅不变，原因是定时补充能量的结果。阻尼振动例.如图所示为单摆做阻尼振动时的振动图线，下列说法正确的是（）A.摆球在A时刻的动能等于在B时刻的动能B.摆球在A时刻的势能等于在B时刻的势能C.摆球在A时刻的机械能等于在B时刻的机械能D.摆球在后一时刻的动能总比前一时刻的动能小应用探究[思路点拨]解此题要注意两点：（1）阻尼振动的振幅和能量逐渐减小（2）阻尼振动的能量包括动能和势能例.如图所示为单摆做阻尼振动时的振动图线，下列说法正确的是（）A.摆球在A时刻的动能等于在B时刻的动能B.摆球在A时刻的势能等于在B时刻的势能C.摆球在A时刻的机械能等于在B时刻的机械能D.摆球在后一时刻的动能总比前一时刻的动能小应用探究解析：

在A、B两时刻由于单摆离开平衡位置的距离(或所处的高度)相同，所以势能相同，而总机械能在B时刻较小，所以在B时刻的动能比A时刻的动能小，故A项错误，B项正确；由于单摆在阻尼振动中，要不断地克服阻力做功，所以系统的机械能不断减少，即后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能，C项错误；阻尼振动中，在摆球向平衡位置运动过程中，速度变大，动能所以是逐渐变大的，故D项错误。B知识海洋1．定义：物体在周期性变化的驱动力作用下的振动叫做受迫振动。2．受迫振动的特点：振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体自身的固有频率无关。受迫振动例.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定时，它振动的周期为（）A.0.5sB.0.25sC.2sD.4s

B应用探究知识海洋如图，铁架横梁上挂着几个摆长不同的摆。其中，A与D、G的摆长相同，D的摆球质量大于其他摆球。使D摆偏离平衡位置后释放，D摆在振动中通过横梁对其他几个摆施加周期性的驱动力。在振动稳定后比较各球的振幅。共振知识海洋物体在做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率相差越小，受迫振动的振幅越大；当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅达到最大。共振知识海洋共振及其产生的条件1.共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，物体做受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。声音的共振现象叫共鸣。2.共振的条件：f驱＝f固，即驱动力的频率与物体的固有频率相等。3.共振曲线：如图所示，共振曲线的横坐标为驱动力的频率，纵坐标为受迫振动物体的振幅。共振知识海洋4.共振的利用和防止（1）防止：在需要防止共振危害的时候，要想办法使驱动力频率和固有频率不相等，而且相差越多越好。（2）应用：在需要利用共振时，应设法使驱动力的频率等于或者接近物体的固有频率。共振筛、微波炉、核磁共振成像及乐器上的共鸣箱等都是利用共振的实例。共振

应用探究例.如图所示，是一个单摆的共振曲线。（1）若单摆所处的环境重力加速度g取9.8m/s2，试求此摆的摆长？（2）若将此单摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样