湖北省荆州市沙市第五中学高中物理 11.5外力作用下的振动学案 新人教版选修34.doc

11.5外力作用下的振动 学案课前预习学案一、预习目标1、能从能量角度分析阻尼振动产生原因2、知道受迫振动的概念，利用实验探究其频率与驱动力频率的关系二、预习内容1 振动叫做阻尼振动2当振动系统受到阻力的作用时，系统克服阻力的作用要做功，消耗 ，因而振幅减小，最终停下来。3 的振动叫受迫振动。4受迫振动频率 （大于/小于/等于）驱动力频率5当 时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标通过实验探究共振的产生条件二、学习过程1分组讨论阻尼振动产生的原因及避免方法2互相合作通过实验探究受迫振动频率与驱动率频率关系及共振条件【典型例题】汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k=1.5105 n/m.汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f=f（l为弹簧的压缩长度）.若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受？三、反思总结四、当堂检测1.铁路上每根铁轨长12 m，若支持车厢的弹簧固有周期是0.6 s，列车以下列哪一速度行驶时，车厢振动得最厉害（ )a.20m/s b.5 m/s c.6 m/s d.12 m/s2.如图11-5-4所示是一个做阻尼振动的物体的振动图象，a、b两点所在直线与横轴平行.下列说法正确的是（ )图11-5-4a.物体a时刻的动能等于b时刻的动能b.物体a时刻的势能等于b时刻的势能c.物体a时刻的机械能等于b时刻的机械能d.物体a时刻的机械能大于b时刻的机械能3.如图11-5-5所示，在一根弹性木条上挂几个摆长不等的单摆，其中a、e的摆长相等，a摆球的质量远大于其他各摆.当a摆振动起来后，带动其余各摆也随之振动，达到稳定后，以下关于各摆振动的说法正确的是（ )图11-5-5a.各摆振动的周期都相等 b.c摆振动的振幅最大c.b、c、d、e四摆中，e摆的振幅最大 d.c摆振动的周期最大4.a、b两个弹簧振子，a的固有频率为f，b的固有频率为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3fc.a的振幅较大，振动频率为3f d.b的振幅较大，振动频率为4f5.自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是（ )a.机械能守恒 b.能量正在消失c.总能量守恒，机械能减小 d.只有动能和势能的相互转化课后练习与提高1图11-5-6中，两小球质量分别为m和m（mm），悬挂在同一根水平拉紧的绳上，先使m摆动，则以下说法正确的是（ )图11-5-6a.m的摆动周期几乎与m的周期相等 b.m的振幅随l1长短的改变而改变c.l1=l2时，m有最大振幅 d.l1=l2时，m的振幅有可能大于m的振幅2.如图11-5-7所示，沿波的传播方向上有间距都为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置.一列横波以1 m/s的速度水平向右传播，t=0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动.t=1 s时，质点a第一次到达最高点，则在4 st5 s这段时间内（ )图11-5-7a.质点c的加速度逐渐增大 b.质点a的速度逐渐增大c.质点d向下运动 d.质点f保持静止3.(2006广东高考)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s.下列说法正确的是（ )a.列车的危险速率为40 m/sb.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象c.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的d.增加钢轨的长度有利于列车高速运行4.如图11-5-8所示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）图11-5-85.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图11-5-9所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动.匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动.把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图11-5-10所示.当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图11-5-11所示.若用t0表示弹簧振子的固有周期，t表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则图11-5-9图11-5-10图11-5-11a.由图线可知t0=4 s b.由图线可知t0=8 sc.当t在4 s附近时，y显著增大；当t比4 s小得多或大得多时，y很小d.当t在8 s附近时，y显著增大；当t比8 s小