选择性必修 第一册受迫振动共振学案

这是一份选择性必修 第一册受迫振动共振学案，共12页。
逐点清(一) 振动中的能量损失
[多维度理解]
1.固有振动和固有频率
(1)固有振动:振动系统在 的情况下的振动。
(2)固有频率: 振动的频率。
2.阻尼振动
(1)
阻尼振动:振动系统受到 作用时, 随时间逐渐减小的振动,其振动图像如图所示。
(2)振动系统能量衰减的两种方式
①振动系统受到 阻力作用,机械能逐渐转化为 。
②振动系统引起邻近介质中各质点的振动,能量向四周辐射出去,从而自身机械能 。
(3)阻尼振动的振幅、周期和频率特点
物体在做阻尼振动的过程中,振幅逐渐减小,但其周期是由振动系统本身决定的,与振幅大小无关,振动过程中周期和频率保持不变。
[全方位练明]
1.由于存在空气阻力,严格来讲,任何物体的机械振动都不是简谐运动,在振动过程中( )
A.振幅减小,周期减小,机械能减小
B.振幅减小,周期不变,机械能减小
C.振幅不变,周期减小,机械能减小
D.振幅不变,周期不变,机械能减小
2.(2025·安徽合肥阶段练习)如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移—时间图像,P、N是图像上的两个点,下列说法正确的是( )
A.摆球在P点时做减速运动
B.摆球在N点时正在升高
C.摆球在P点时的动能和在N点时的动能相同
D.摆球在P点时的机械能大于在N点时的机械能
3.(2025·湖南衡阳开学考试)(多选)如图所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像,曲线上A、B两点的连线与横轴平行,下列说法正确的是( )
A.振子在A时刻的动能等于在B时刻的动能
B.振子在A时刻的势能等于在B时刻的势能
C.振子在A时刻的机械能大于在B时刻的机械能
D.从A时刻到B时刻振子的振动频率越来越小
逐点清(二) 受迫振动
[多维度理解]
1.驱动力
作用于振动系统的 的外力。
2.受迫振动
(1)定义:系统在 作用下的振动。
(2)受迫振动的频率(周期):物体做受迫振动达到稳定后,物体振动的频率等于 的频率,与物体的固有频率 。
3.受迫振动与固有振动、阻尼振动的比较
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)受到阻力作用的振动一定是阻尼振动。( )
(2)阻尼振动的振幅逐渐减小,机械能逐渐减小。( )
(3)受迫振动的振幅越来越大。( )
(4)受迫振动稳定后的频率与振动系统的固有频率无关。( )
2.下列各种振动中,不是受迫振动的是( )
A.敲击后的锣面的振动
B.缝纫机针的振动
C.人挑担子时,担子上下振动
D.蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动
3.某物理学习小组制作了一个实验装置,如图所示,在曲轴A上悬挂一个弹簧振子,如果转动把手,曲轴可以带动弹簧振子上下振动,求:
(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40次全振动,不计空气阻力和摩擦,振子做什么运动?其固有周期和固有频率各是多少?若考虑摩擦和空气阻力,振子做什么运动?
(2)若某同学以转速8 r/s匀速转动把手,振子的振动稳定后,振子做什么运动?其周期和频率各是多少?

逐点清(三) 共振现象及其应用

[多维度理解]
1.定义
当驱动力的频率f 物体的固有频率f0时,物体做受迫振动的振幅A达到 ,这种现象称为共振。
2.对共振曲线的理解
(1)两坐标轴的意义
横轴:驱动力的频率。
纵轴:受迫振动的振幅,如图所示。
(2)f0的意义:表示固有频率。
(3)认识曲线形状:f=f0,共振;f>f0或f