（人教版）高中选修3-4物理 11.5《外力作用下的振动》精品教案（含答案）

（人教版）高中选修3-4物理 11.5《外力作用下的振动》精品教案（含答案）内容摘要：

4、)单摆振幅减小得更快,很快就停止振动;单摆在水中所受阻力更大,能量损失更快。 (3)振动系统受到的阻尼越小,振幅减小越慢;振动系统受到的阻尼越大,振幅减小越快。 知识链接:实际物体的振动都会受到各种阻尼作用,导致物体振动的振幅不断减小,故阻尼振动又叫作减幅振动。 主题 2:受迫振动情景: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。 问题:(1)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?从有无周期性外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动?(2)手柄匀速摇动的意义是什么?(3)用不同的转速匀速转 6、定后会出现什么现象?(3)实验中 B、 C、 D 三个摆的振动有什么共同特点?发生共振的是哪个摆?解答:(1) A 摆的振动相当于给其他三个摆提供驱动力,但其他三个摆振动后也会反过来影响 A 摆, A 摆的质量大可以强化 A 摆的主导地位。 (2)A 摆摆动起来后, B、 C、 D 也随之摆动,但是它们摆动的振幅不同, B 摆动的振幅最大,而 C、 D 摆动的振幅较小。 (3)实验中 B、 C、 D 三个摆都做受迫振动,它们振动的周期相同,但发生共振的只有 B 摆。 知识链接:当 f 驱 与 f 固 相同时,驱动力的每次作用都使振动加速,直至驱动力作用与阻力作用恰好抵消时,达到最大振幅。 1.(考查阻 8、动力的频率决定,与自身物理条件无关,D 正确。 【答案】评】实际的自由振动都是阻尼振动;简谐振动是理想化模型,在实际中是不存在的。 3.(考查共振的条件)在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆,其中 A、 E 的摆长为l,B 的摆长为 的摆长为 的摆长为 2l。 先使 A 振动起来,其他各摆随后也振动起来,则在 B、 C、 D、 E 四个摆中,振幅最大的是( )。 析】 A 振动起来以后, B、 C、 D、 E 四个摆均做受迫振动,其中 E 的摆长与 A 的摆长相等,即固有周期相等,故 E 摆满足共振的条件,其振幅最大。 选项 答案】D【点评】 A 提供周期性的驱动力,固有频率相同的摆振幅最大。 4.(考查受迫 9、振动和共振的关系)一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是( )。 衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率大最新海量高中、水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率【解析】切断电源后脱水桶的转速越来越小,即脱水桶的运转频率越来越小,由题意,当洗衣机脱水桶正常工作时,非常稳定,可知,正常工作时的频率大于洗衣机的固有频率,故 A 选项正确。 当振动最剧烈时,洗衣机发生了共振,即 D 选项正确。 【答案】评】受迫振动最剧烈时是发生了共振现象。 拓展一:于在铁轨接合处火车会受到震动,从而使球摆动。 如果每根铁轨长 12.5 m, 10、细线长 0.4 m,则当火车速度达多大时球摆动的振幅最大?【分析】本题考查共振的条件。 从题意可知,小球做受迫振动,而驱动力是由于火车经过铁轨接合处产生的。 【解析】火车每次通过铁轨接合处,都给摆球施加一次周期性的驱动力,当这一驱动力的周期 T 驱 =跟摆球的固有周期 T 固 =2 相等时,摆球的振幅达到最大,即:=2解得: v= = m/s10 m/s。 2 【答案】10 m/s【点拨】火车运行时,车轮每次通过相邻的两根铁轨的连接处,都会受到一次撞击,这相当于给小球一个驱动力。 通过审题,挖掘出火车车轮与两根铁轨接合处撞击的频率与单摆的固有频率相等是解答本题的关键。 最新海量高中、初中教学资料尽在金锄 14、动。 这就是世界上最早的共振实验。 这里描述的瑟有二十五根弦。 宫、商、角、徵(羽是古代人使用的乐音音名,相当于现在的 在高堂明室中放上一具瑟,进行调音时,人们发现:弹动某一弦的宫音,别的宫音弦也动;弹动某一弦的角音,别的角音弦也动。 这是因为它们的音律相同的缘故。 如果改调一弦,使它发出的音和五音中的任何一声都不相当,再弹这根弦时,瑟上二十五根弦都会动。 我们知道,这条弦虽然弹不出一个准确的乐音,但它的许多泛音中总有那么几个音和瑟的二十五根弦的音相当或成简单的比。 这就是它会和瑟的二十五根弦都共振的道理。 庄子的这段文字肯定是调瑟实验的忠实记录。 它不仅指出基音的共振现象,而且发现了基音和泛音的共振现象。 后一个发现在声学史上是了不起的成就。 二、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( )。