第2章 第5节　生活中的振动—2020-2021学年同步新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册讲义

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第5节　生活中的振动
学习目标：1.[物理观念]了解阻尼振动和阻尼振动的图像．　2.[物理观念]
掌握受迫振动的概念，知道受迫振动与驱动力的关系．　3.[科学态度与责任]理
解共振和共振产生的条件，知道共振的应用和防止．
一、阻尼振动
1．定义
阻尼振动是指振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的阻力越大，振幅减小
得越快．
2．产生的原因
振动系统克服摩擦力和其他阻力做了功，系统的机械能不断 减小，振幅也
不断减小．
3．图像
如图所示，振幅逐渐减小，最后停止振动．
二、受迫振动与共振
1．受迫振动
(1)驱动力：给振动物体施加的一个周期性的外力．
(2)受迫振动：在周期性外力作用下产生的振动．
(3)受迫振动的周期或频率
物体做受迫振动时，振动稳定后的周期(或频率)总等于驱动力的周期(或频
率)，与物体的固有周期(或固有频率)无关．
2．共振
(1)条件：驱动力的周期(或频率)等于物体的固有周期(或固有频率)．
(2)特征：共振时，物体受迫振动的振幅最大．
(3)共振曲线：如图所示．
三、共振的应用与防止
1．共振的应用
在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率，振动将
更剧烈．
2．共振的防止
在防止共振时，驱动力频率与系统的固有频率相差越大越好．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)做阻尼振动的物体其振动频率不变． (√)
(2)阻尼振动振幅逐渐减小时，其频率也逐渐减小． (×)
(3)驱动力的频率越大振动物体振幅越大． (×)
(4)共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率． (√)
2．(多选)某一单摆由于受阻力作用，从开始摆动到逐渐停止的过程中 (
)
A．振幅越来越小，周期也越来越小
B．振幅越来越小，周期不变
C．通过某一位置时，机械能始终不变
D．机械能不守恒，周期不变
BD　[单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故
选项 B、D对，A、C错．]
3．某振动系统的固有频率为 f1，该振动系统在频率为 f2的驱动力的作用下
做受迫振动，系统的振动频率为(　　)
A．f1　　　　　　　 B．f2
C．f1＋f2 D.
B　[做受迫振动的系统，其振动频率等于驱动力的频率 f2，故 B正确．]
阻尼振动、受迫振动与简谐运动的比较
甲　　　　　　　　　乙
(1)如图甲所示，生活中会见到阵风吹过树枝，使树枝左右摇摆，一会儿树
枝就会停下来，树枝的运动是阻尼振动吗？
(2)如图乙所示，荡秋千的小朋友在一旁小朋友的不断推动下不停地摆动．
秋千的运动是受迫振动吗？
提示：(1)是　(2)是
三者对比列表：
　振动类型
比较项目 简谐运动 阻尼振动 受迫振动
产生条件 不受阻
力作用 受阻力作用 受阻力和驱
动力作用
频率 固有频率 频率不变 驱动力频率
振幅 不变 减小 大小变化
不确定
振动图像 形状不确定
实例
弹 簧 振 子 振
动 ， 单 摆 做
小角度摆动
敲锣打鼓发出
的声音越来越
弱
扬声器纸盆振动发声、钟
摆的摆动
【例 1】　(多选)一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是
(　　)
A．机械能逐渐转化为其他形式的能
B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能
C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能
D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能
思路点拨：(1)在阻尼振动中，振动系统的机械能减小，即动能和势能之和
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