2-6 受迫振动 共振前置案

§2-6 受迫振动 共振前置案
一、学习目标
1.知道什么是固有振动和阻尼振动，并能用能量的观点给予说明.
2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关.
3.理解共振的概念，知道共振常见的应用和危害．
二、学习过程
【问题探究】如图所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子，匀速摇动手柄，下面的弹簧振子就会振动起来．实际动手做一下，然后回答以下几个问题：
(1)在不忽略空气阻力的情况下，如果手柄不动而用手拉动一下振子，从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？从有没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？
(2)用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？
【知识点1】固有振动、阻尼振动、受迫振动
1．固有振动和固有频率
(1)固有振动：振动系统在不受外力作用下的振动．(2)固有频率：固有振动的频率．
2．阻尼振动
(1)阻尼振动：振动系统受到阻力作用时，振幅逐渐减小的振动，如图所示．
(2)振动系统能量衰减的两种方式：
①振动系统受到摩擦阻力作用，机械能逐渐转化为内能．
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．
3．驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．
4．受迫振动
(1)定义：系统在驱动力作用下的振动．
(2)受迫振动的频率(周期)：物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关．
例题、（多选）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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变
D．在振动过程中，机械能不守恒
【问题探究】洗衣机在衣服脱水完毕关闭电源后，脱水桶还要转动一会才能停下来．在关闭电源后，发现洗衣机先振动得比较弱，有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减弱直至停下来．
(1)开始时，洗衣机为什么振动比较弱？
(2)期间剧烈振动的原因是什么？
【知识点2】共振
1．定义
驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象称为共振．
2．共振曲线(如图所示)
例题、如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有5个单摆，其中摆球质量最大，其余4个摆球质量相等，摆长关系为 ，现将摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定时的情况是（　　）
A．4个单摆的周期
B．4个单摆的频率
C．4个单摆的振幅
D．4个单摆中摆的振幅最小，且
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