2.6 受迫振动 共振 学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含答案）

2.6受迫振动共振学案一学科核心素养【物理观念】知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况．【科学思维】结合教学视频，用科学的思维梳理受迫振动的规律及能量转化情况。【科学探究】通过观察视频中的演示实验，观察受迫振动的规律，探究影响受迫振动振幅的因素。【科学态度与责任】善于观察、总结，从实验中寻找到事物的变化规律，及各物理量之间的联系。

二学习重难点【重点】理解受迫振动的振幅与驱动力频率之间的关系．【难点】理解共振的原因，掌握共振的运动特点．三课前预习1．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线。则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B时刻的势能。2．(1)受迫振动是指系统在驱动力的作用下振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)与物体的固有周期(或频率)__________；当驱动力的频率与固有频率接近时，振幅就越大，当二者__________时，振幅达到最大，这就是共振现象．(2)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线I表示_______（填“月球”或“地球”）上单摆的共振曲线；若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1：l2=_______；

图线II若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______m．3．受迫振动（1）概念：系统在___________作用下的振动。（2）振动特征：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___________频率无关。4．阻尼振动（1）阻尼：当振动系统受到_______的作用时，振动受到了阻尼。（2）阻尼振动：______逐渐减小的振动，如图所示。（3）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_______的振动，能量向外辐射出去。5．如图所示的四个单摆固定在同一根绳子上，绳子两端固定，四个摆长。当单摆A做简谐运动后，其他三个单摆中振幅最大的是单摆______。若单摆A的周期为T，则其他三个单摆的周期______，______，_______。6．固有振动和固有频率（1）固有振动：振动系统在_______作用下的振动。（2）固有频率：______振动的频率。7．简谐运动特征：运动特征：往复运动、周期性受力特征：回复力________．描述简谐运动的物理量：位移：________．振幅：偏离平衡位置的位移大小的最大值周期：一个________所用的时间．频率：单位时间内________的次数．初相：用角度描述的振子初始位置．简谐运动的图象：正弦曲线：纵坐标表示位移，横坐标表示时间．物理意义：描述振子的位移随时间变化的规律．从图象可获得的信息：________、________、位移等．简谐运动的两个模型：弹簧振子：回复力来源——弹簧的________．单摆：回复力来源：重力的切向分力．做简谐运动的条件：摆角很小．周期公式：________．简谐运动的能量：振幅决定振动的能量．动能和势能相互转化，机械能________．阻尼振动：特征：振幅________．能量转化：机械能转化为________．受迫振动：定义：在________驱动力作用下的振动．频率：振动频率________驱动力的频率．共振：时振幅________．实验：用单摆测定重力加速度________．四自我检测1．物体做受迫振动，驱动力的频率开始时大于物体的固有频率，则在驱动力的频率逐渐减小到零的过程中，物体的振幅将（）A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大2．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（）A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最小D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定3．如图是摆球做阻尼振动的振动图像，下列说法正确的是（）A．振动过程中周期变小B．振动过程中周期变大C．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能D．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能4．如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A．a、b、c单摆的固有周期关系为Ta＝Tc>TbB．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大C．达到稳定时b摆的振幅最大D．由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t05．单摆M、N、O、P自由振动时，振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是（）A．若使M振动起来，P不会振动B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2sC．若使P振动起来，稳定时N比M的振幅大D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3s6．如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（）A．两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ=2∶5B．若两个受迫振动在地球上同一地点进行，则两个摆长之比为lⅠ∶lⅡ=4∶25C．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1mD．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆的共振曲线7．对于阻尼振动，下列说法不正确的是（）A．阻尼振动就是减幅振动，其振动的能量不断减少B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D．对做阻尼振动的振子来说，其机械能逐渐转化为内能8．《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是（）A．大钟的回声B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波C．人的听觉发生“暂留”的缘故D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动9．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10．在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz。将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。下列说法中正确的是（）A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz，且适当增大其输出功率参考答案：三课前预习1．

大于

等于2．

无关

相等

月球

25:4

1m3．

驱动力

驱动力

固有4．

阻力

振幅

摩擦

内能

质点5．

C

T

T

T6．