1、人教版 高中物理 选择性必修 第一册 第二章机械振动第6节 受迫振动 共振学习目标1、通过观察实际生活中的机械振动的特点，得出阻尼振动的概念，通过实验得出阻力大小与振动的关系。2、通过实验得出受迫振动的概念，并能够通过实验探究得出受迫振动的频率和振幅的决定因素及特点。3、通过实验得到共振的概念，能用共振原理解释实验现象，并通过实例体会共振的防止与应用，能用辩证的观点认识共振现象。【环节一】阻尼振动1.固有振动：没有外力干预下的振动称为固有振动。2.固有频率：固有振动的频率仅由系统自身的性质决定，称为固有频率。演示实验一： 观察弹簧振子和单摆的运动。它们的振幅如何变化？3.阻尼振动：振幅随时间逐
2、渐减小的振动称为阻尼振动。（1）请画出阻尼振动的图像阻尼振动的图像实验一：探究阻力大小对振动的影响，这里有弹簧振子和一瓶水，请自主设计实验步骤并操作，注意观察实验现象，得出实验结论。实验结论：振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能振动。【环节二】受迫振动思考：实际生活中的振动都是阻尼振动，最终都要停下来，那怎样才能让振动一直持续下去？实验二：怎样才能让乒乓球训练器持续振动下去？实验结论 ：用周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿 系统的能量损耗，就可以产生持续的振动。1、驱动力：周期性的外力称为驱动力。2、受迫振动：物体在驱动力作用下的振动称为受迫振动。3、请
3、举出生活中受迫振动的例子：（1）跳板在人走过时发生的振动（2）机器底座在机器运作时发生的振动（3）听到声音时耳膜的振动（4）电磁打点计时器的振针所做的振动4、受迫振动的特点思考：简谐运动的频率是由振动系统决定的，受迫振动的频率是否也是由系统决定的？实验三：手摇弹簧振子快慢不同，其他同学注意观察弹簧振子的频率是否还是原来的大小。实验结论：受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。典例1如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz.然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定时，它们
4、振动周期为()A、0.5sB、0.25sC、2sD、4s思考：受迫振动的振幅是否也只与外力的大小有关，而与振动系统的固有频率无关？实验四：继续手摇弹簧振子，注意观察在不同的驱动力的频率下，弹簧振子的振幅大小变化。 实验结论：当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体的振幅最大。【环节三】共振1、共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。演示实验二 这里有几个小钢球，拴在同一条绳子上，他们的摆长不同，那么单摆的频率不同，当释放其中一个钢球时，请注意观察实验现象，并尝试解释原因。2、共振特点：驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大；驱动力的
5、频率跟固有频率相差越大，受迫振动的振幅越小。3、请画出共振曲线横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅典例2、如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让b摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（）A各摆摆动的周期均与b摆相同Ba摆摆动周期最短Cc摆摆动周期最长Dc摆振幅最大【环节四】共振的防止和应用风吹桥倒塌1、防止：使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好2、应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率共振筛典例3、 洗衣机在把衣服脱水完毕拔掉电源后，电动机还要转动一会儿才能停下来，在拔掉电源后发现洗衣机振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直
6、至停下来。剧烈振动时，洗衣机脱水缸的运转频率比洗衣机的固有频率大还是小？ 正常脱水时，洗衣机脱水缸的运转频率比洗衣机的 固有频率小还是大？【课堂小结】通过本节课的学习，你有哪些收获？还有哪些疑惑？1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动。2、受迫振动：物体在驱动力作用下的振动。3、物体做受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。4、共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，叫做共振。5、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振时，应使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。【课后作业】1、思考：（1）军队或火车过桥时，为什么要放慢速度或遍步走？（2）机器运转时防止共振怎么做？2、通过各种方式去探究：共振筛、共鸣箱、收音机的选台、核磁共振成像技术、人体内部器官的固有频率。
