1.4 生活中的振动 学案 (1)

1.4
生活中的振动
学案3
[学习目标]
(1)知道阻尼振动和无阻尼振动。
(2)知道受迫振动的概念。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，知道常见的共振的应用和危害。
[学习重点]
受迫振动，共振。
学习要点
1．区别阻尼振动和无阻尼振动的方法
⑴阻尼振动：就是振幅逐渐减小的振动。
由于振动系统受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系统的机械能随着时间而减少，同时振幅也逐渐减小。阻尼越小，振幅减小得越慢。阻尼过大时，系统将不能发生振动。实际生活中的振动，都是阻尼振动。
⑵无阻尼振动：也叫等幅振动，即振幅不变的振动。无阻尼振动不一定不受阻力作用，受阻力作用的振动也可能做等幅振动，例如下面即将学习的受迫振动。
2．受迫振动和共振的区别方法
⑴受迫振动：物体在驱动力（既周期性外力）作用下的振动叫受迫振动。
①物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。
②物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。
⑵共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。
典例剖析
例1
下列说法中正确的是（
）
A．实际的自由振动必然是阻尼振动
B．无阻尼振动是等幅振动
C．阻尼振动的振幅越来越小
D．无阻尼振动就是不受阻力作用的振动
解析：实际的自由振动总是存在阻力，振幅逐渐减小，因此必然是阻尼振动，A对；无阻尼振动就是等幅振动，B对；阻尼振动的振幅越来越小，C对；无阻尼振动不一定不受阻力，例如受迫振动，D错误。
答案：ABC
规律总结：无阻尼振动不一定不受阻力作用，受阻力作用的振动也可能做等幅振动，例如受迫振动。由于振动系统受到摩擦和其他阻力，阻尼振动的振幅逐渐减小直至停止。
例2
如图所示的四个单摆系在同一根绳子上，绳子两端固定，四个摆长LA=LB/2=LC=2LD，当摆A作简谐振动后，其他三个摆中振幅最大的是______________摆。若摆A的周期为T，则其他三个摆的周期TB_____________________，TC=______________，TD=______________。
解析：发生受迫振动时，频率等于驱动力频率时，振幅最大，A、C两摆的摆长相等，故C摆的振幅最大。做受迫振动的物体，振动周期等于驱动力的周期，故B、C、D三个摆的周期均为T。
答案：C；T；
T；T
规律总结：发生受迫振动时，固有频率等于驱动力频率，振幅最大；固有频率与驱动力频率相差越大，振幅越小；固有频率与驱动力频率相差越小，振幅越大。
自主演练
各个击破
1．下述概念正确的是（
）
A．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．振幅越来越小的振动是阻尼振动
D．受迫振动是等幅振动
E．振幅最大的受迫振动现象就是共振
F．等幅振动是无阻尼振动
答案：ACEF
2．A、B两弹簧振子，A固有频率为f，B固有频率为4f，若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则（
）
A．A的振幅较大，振动频率为f
B．B的振幅较大，振动频率为3f
C．A的振幅较大，振动频率为3f
D．B的振幅较大，振动频率为4f
答案：B
3．家用洗衣机的甩干机关闭后转速逐渐减小为零的过程中，会发现有一小段时间洗衣机抖动得最厉害。这一现象应如何解释
解析：洗衣机的固有频率f０小于甩干机的正常转速n，关机后，驱动力频率即甩干机转速由n减为0的过程中总有某一时刻等于f０，于是发生共振，使洗衣机抖动最厉害。
4.以下振动现象中表现为共振现象的是（
）
A．钱塘江大桥上正通过一列火车时的振动
B．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，结果水桶中的水溢出
C．工厂中机器开动引起厂房的振动
D．快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动
答案：B
5．一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，测得其振动的固有频率为300Hz，将它放在两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的频率，能使酒杯碎掉，这是______现象，这时音箱所发出声音的频率为______Hz．
答案：共振；300
【反思】
收获
疑问