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1、 廣東省汕頭市澄海中學(xué)高中物理 第11-12章 振動和波 外力作用下的振動 新人教版選修3-4 【知識概要】 1. ___________________________________________叫做固有頻率。 阻尼振動：_______________________________的振動叫做阻尼振動． 2.受迫振動： （1)振動系統(tǒng)在周期性_______________的振動叫做受迫振動． （2)受迫振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)振動的頻率等于____________，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)． 3.共振 （1)當(dāng)________________等于_____________

2、_______時，物體的振幅最大的現(xiàn)象叫做共振． (2）條件：驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率．f驅(qū)=f周 （3)共振曲線．如圖所示． 4．機械振動的分類： (a)依據(jù)振動的特點分： (1)一般振動。 (2)簡諧振動。（等幅振動） (b)依據(jù)振動形成的原因分： (1)自由振動：使物體振動起來后，不再補充能量。其振動周期叫固有周期（頻率）。 (2)受迫振動：物體在驅(qū)動力作用下（周期性變化的外力）的振動。 其振動的周期等于驅(qū)動力的周期（頻率）。而與本身的固有周期（頻率）無關(guān)。 驅(qū)動力的作用過程就是在不斷地向振動物體提供機械能，補充能量，使振動繼續(xù)下去。 當(dāng)驅(qū)動

3、力的周期（頻率）與物體的固有周期（頻率）相等時，受迫振動的振幅最大，此時發(fā)生共振現(xiàn)象，所以產(chǎn)生共振的條件是f驅(qū)=f周 (c)依據(jù)振幅的變化情況分： (1)等幅振動（又叫無阻尼振動） (2)減幅振動（又叫阻尼振動） 注意：等幅振動、阻尼振動是從振幅是否變化的角度來區(qū)分的,等幅振動不一定不受阻力作用． 【課堂例題】 【例1】( ) 關(guān)于阻尼振動，以下說法中正確的是: A.機械能不斷減小 B.動能不斷減小 C.振幅不斷減小 D.一定不是簡諧運動 【例2】（ ）如圖所示，一根水平細(xì)鋼絲兩邊固定，它下面懸

4、掛三個擺長為lA=1.00m，lB=0.50m，lC=0.25m的單擺，三個擺球相同，現(xiàn)用周期變化的外力作用于細(xì)鋼絲上，下述判斷正確的是： A.外力的頻率為0.5Hz時，B球振幅最大 B.外力的頻率為1Hz時，A球振幅最大 C.外力的頻率為1Hz時，C球振幅最大 D.外力的頻率為2Hz時，A球振幅最大 【例3】( )關(guān)于共振的防止和利用，應(yīng)做到： A． 利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率 B． 利用共振時，應(yīng)做驅(qū)動力的頻率大于或小于振動物體的固有頻率 C． 防止共振危害時，應(yīng)盡量使驅(qū)動力頻率接近或等于物體的固有頻率 D． 防止

5、共振危害時，應(yīng)使驅(qū)動力頻率遠(yuǎn)離振動物體的固有頻率 【例4】汽車在一條起伏不平的公路上行駛，路面上凸起處相隔的距離大約都是16米，汽車的車身是裝在彈簧上的，當(dāng)汽車以8米／秒的速度行駛時，車身起伏振動得最激烈，求：彈簧的固有周期為多少？ 【例5】如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。（1）當(dāng)振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是多大？（2）轉(zhuǎn)速多大時，彈簧振子的振幅最大？ 【鞏固訓(xùn)練】( )1. A 、B

6、兩個彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f，若它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動，則： A． 振子A的振幅不大，振動頻率為F B.振子B的振幅較大，振動頻率為3f C. 振子A的振幅較大，振動頻率為3f D.振子B的振幅較大，振動頻率為f ( )2. 關(guān)于受迫振動，下列說法錯誤的是： A．它必然受周期性變化的外力 B．它可以是無阻尼的振動 C．穩(wěn)定后物體做簡諧振動 D．穩(wěn)定后物體做周期性振動 3.在火車車廂里用懸掛一個小球，由于鐵軌接合處的震動使小球擺動，如果鐵軌長12.5m，線長40cm，那么當(dāng)火車的速度達(dá)到_________時，球擺動的振幅最大？ 4.洗衣機脫水缸正常工作時，轉(zhuǎn)速為2800r/min，脫水后切斷電源到電動機停止轉(zhuǎn)動的時間為16s，實際發(fā)現(xiàn)13s左右時，洗衣機震動得最為激烈。若切斷電源后轉(zhuǎn)速是隨時間均勻減小的，求：洗衣機振動的固有頻率大約是多少？ 5.如圖所示是一單擺的共振曲線,該單擺的擺長約為多少?共振時單擺的振幅多大? (，g取10m/s2) 2