鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第5节 生活中的振动优秀学案设计

2.5 生活中的振动

【学习目标】

1、              知道阻尼振动的产生条件及特点

2、            知道受迫振动产生的条件

3、            知道共振的条件及特点

4、            能够解释生活中的共振现象

【知识梳理】

（一）固有振动：如果振动系统不受        的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为         ．

（二）阻尼振动

1．阻尼振动：指         逐渐减小的振动．振动系统受到的        越大，        减小得越快．阻尼振动的图象如图11—5—1所示，振幅         ，最后停止振动。

2．实际振动的理想化：当          很小时，在不太长的时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它当作           来处理。

（三）受迫振动

1．受迫振动：  系统在            作用下的振动。

2.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    无关。

(四)共振

1．特征：在无阻尼受迫振动中，共振时受迫振动的         最大．

2．共振曲线：如图ll—5—2所示．

3．共振的应用与防止

(1)共振的应用

 ①特点：在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的        ，振动将更剧烈。

 ②实例：转速计、共振筛．

(2)共振的防止

 ①特点：在防止共振时，驱动力频率与系统的            相差越大越好．

 ②实例：部队过桥时用便步；火车过桥减速；轮船航行时，改变航向或航速等等，目的都是使驱动力的频率远离系统的固有频率．

【经典例题】

 【例l】一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法中正确的是    (      )

  A．振动能量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

【例2】下图为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少?共振时单摆的振幅多大?共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少?(g取10 m／s­2)

【课后巩固】

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．周期越来越大

C．通过某一位置时，机械能减小

D．机械能不守恒，周期不变

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．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大于前一时刻的势能

D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能

3．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题．在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是(　　)

A．加大飞机的惯性 

B．使机体更加平衡

C．使机翼更加牢固 D．改变机翼的固有频率

4．(多选)如图所示为一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图像，由图可知(　　)

A．让振子自由振动，它的频率可以为f2

B．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态

C．驱动力频率为f3时，振子的振动频率为f3

D．假如让振子自由振动，它的频率是f2

5．下列说法中正确的是(　　)

A．受迫振动的频率等于振动系统的固有频率．

B．驱动力频率越大，振幅越大．

C．生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率．

D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关

6．如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是(　　)

A．只有A、C摆振动周期相等

B．A摆的振幅比B摆的小

C．B摆的振幅比C摆的小

D．A、B、C三摆的振动周期相等

7．下列振动，不属于受迫振动的是(　　)

A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动

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，小孩随着吊床一起摆动

D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动

8．如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9 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

B．甲的振动频率为9 Hz

C．乙的振幅较小

D．乙的振动频率为72 Hz

9．下列现象中，防止共振危害的是________

A．秋千越荡越高

B．火车过桥时要慢开

C．喇叭常放在音箱内

D．建厂房时要考虑厂房的固有频率与机器的固有频率的差别参考答案：

10.如图是用来测量各种发动机转速的转速计原理图．在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速可能为多少？a、b、c、d此时振动频率分别为多少？

例1AD   例2 L=1m  A=8cm  V=0.25m/s  0.8m/s2

巩固：

1. CD        

2. AD        

3.D

4.ABC

5. D

6.CD

7.ACD

8.ABC

9.BD

10.   60 r/s　均为60 Hz