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高中物理第一章4阻尼振动受迫振动练习含解析教科版选修34090321534.阻尼振动受迫振动课时过关·能力提升1.弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小,这是由于()A.振子开始振动时振幅太小B.在振动过程中要不断克服外界阻力做功,消耗能量C.动能和势能相互转化D.振子的机械能逐渐转化为内能解析:由于有阻力,振子的机械能减小,振幅减小,损失的机械能转化为内能.答案:BD2.下列说法中正确的是()A.实际的自由振动必然是阻尼振动B.在外力作用下的振动是受迫振动C.阻尼振动的振幅越来越小D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关解析:实际的自由振动,必须不断克服外界阻力做功而消耗能量,振幅会逐渐减小,必然是阻尼振动,故选项A、C正确.只有在周期性外力(驱动力)的作用下,物体所做的振动才是受迫振动,故选项B 错误.受迫振动稳定后的频率由驱动力频率决定,与自身物理条件无关,故选项D正确.答案:ACD3.下列振动,属于受迫振动的是()A.用重锤敲击一下悬吊着的钟后,钟的振动B.打点计时器接通电源后,振针的振动C.小孩睡在自由摆动的吊床上,小孩随着吊床一起摆动D.弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动解析:受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动,故选项A、C、D都属于自由振动,选项B属于受迫振动.答案:B4.某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是()A.当f<f0时,该振动系统的振幅随f增大而减小B.当f>f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f解析:做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率f,当驱动力的频率等于振动系统的固有频率f0时,振幅最大.驱动力的频率f靠近振动系统的固有频率f0时振幅增大;远离振动系统的固有频率f0时振幅减小,故选项B、D正确.答案:BD5.一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像如图所示,曲线上A、B两点连线与横轴平行,下列说法正确的是()A.振子在A时刻的动能等于B时刻的动能B.振子在A时刻的势能大于B时刻的势能C.振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能D.振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能解析:由于弹簧振子做阻尼振动,所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能,选项C错误,选项D正确;由于弹簧的弹性势能与弹簧的形变量(即位移)有关,AB的形变量相等,故势能相等,所以选项B 错误;通过上述分析可知,振子在A时刻的动能大于B时刻的动能,选项A错误.答案:D6.一洗衣机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,然后振动逐渐减弱.对这一现象,下列说法正确的是()①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率A.①B.③C.①④D.②④解析:洗衣机切断电源,波轮的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动,说明了此时波轮的运转频率与洗衣机的固有频率相同,发生了共振.此后波轮转速减慢,则f驱<f固,所以共振现象消失,洗衣机的振动随之减弱,正确选项为C.答案:C7.如图所示是用来测量各种发动机转速的原理图.在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触,发现b钢片振幅最大,则电动机转速为多大?解析:b钢片振幅最大,则f驱=f固,所以电动机的转速为n=60r/s.答案:60 r/s8.火车在轨道上行驶时,由于在钢轨接头处车轮受到撞击而上下振动.如果防震弹簧每受104 N 的力将被压缩20 mm,而每根弹簧的实际负荷为5 000 kg,已知弹簧的振动周期(m为弹簧的劲度系数),问车速为多大时,列车振动得最剧烈?(T=2π√mm设钢轨长为12.5m,m取10m/s2)解析:由题意可知弹簧在做受迫振动,要使振动最强烈,必然是弹簧发生共振,此时必须满足f驱=f固(或T驱=T固).根据题意知,防震弹簧的劲度系数为k=mm =1040.02N/m=5×105N/m由于每根弹簧的实际负荷为m=5000kg,所以弹簧的固有周期为T固=2π√mm =2π√50005×105s=0.2πs当振动最强烈时有T驱=mm =12.5ms=0.2πs故火车的速度为v≈12.50.2×3.14m/s≈19.9m/s.答案:19.9 m/s。
1.4《阻尼振动受迫振动》学案学习目标：（1）知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明。
（2）知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。
（3）理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。
一、自由振动：1、阻尼振动：2、自由振动：固有频率：3、自由振动和阻尼振动的振动图像：例1、单摆在空气中作阻尼振动，下列说法正确的是（）A、位移逐渐减小；B、速度逐渐减小；C、动能逐渐减小；D、动能逐渐减小；二、受迫振动：1、持续振动的获得：2、驱动力：3、受迫振动：4、受迫振动的频率：三、共振：1、条件：2、特征：3、受迫振动的振幅与驱动力的频率与驱动力频率的关系：4、共振的应用和防止：例2、两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为4f，当它们均在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动时，则（）A、甲的振幅较大，振动频率为fB、乙的振幅较大，振动频率为4fC、甲的振幅较大，振动频率为2fD、乙的振幅较大，振动频率为2f例3、把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装有一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就成了一个共振筛，筛子在做自由振动时，20s内完成了10次全振动，在某电压下电动偏心轮的转速是36r/min，已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是：（）A、提高输入电压；B、降低输入电压；C、增加筛子的质量；D、减少筛子的质量；例4、下列说法中正确的是：（）A、有阻力的振动叫做受迫振动；B、物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动；C、物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动；D、物体在周期性外力作用下的振动，它的振动频率最终等于驱动力频率；。
1.5 受迫振动与共振一、教材分析本节由生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念，然后通过演示实验说明受迫振动的周期与驱动力周期的关系，最后演示实验证明当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大，最后引入了共振的概念二、教学目标知识与技能（1）能从能量的观点分析阻尼振动产生的原因（2）掌握受迫振动的概念。
探究受迫振动的频率与驱动力的频率的关系（3）理解共振的概念及产生条件，知道常见的共振的应用和危害过程与方法：通过实验探究受迫振动频率与驱动力频率及共振条件情感态度与价值观体会物理与生活的紧密联系，培养热爱生活的情趣三、教学重点难点重点：1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件难点：1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关.2.当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大四、学情分析.1、教学中应该充分发挥实验的作用，使学生理解物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时，振动的特点.2．在做共振实验时，也可以用如下的实验代替课本中的实验。
即在同一块薄木板上固定许多长度不同，但质地、粗细相同的小木棒，振动其中的一个，观察其他小木棒哪一个振动得最剧烈。
3．注意引导学生多思考一下共振在实际中的应用(如乐器的共鸣箱等)以及避免共振的做法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。
五、教学方法实验、讨论六、课前准备弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标现场演示弹簧振子的运动，提出问题：弹簧振子为什么会停下来而不一直运动下去？那么如何才能让它永不停息的运动呢？（三）合作探究、精讲点播学生带着上述问题阅读课本内容。
（给予学生2-3分钟时间）现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。
在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。
《阻尼振动受迫振动》一、教学三维目标（一）知识与技能1.知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。
2.知道什么是共振以及发生共振的条件。
3.知道共振的应用和防止的实例。
（二）过程与方法：观察演示实验，概括出阻尼振动和受迫振动的特点，培养由实验现象得出物理结论的能力。
（三）情感、态度与价值观：1、培养学生善于观察与思考的学习习惯。
2、通过受迫振动的频率由驱动力的频率决定，认识内因和外因的关系。
通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的观点；3、懂得进行物理实验是学习与掌握物理知识的主要途经。
二、教学重点：1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件三、教学难点：1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关.2.当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大。
四、教学过程（一）【预习导引】1.什么是阻尼振动?学生答：（二）实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动完全停止，这类振动叫阻尼振动。
（三）2.引入：同学们，我们知道，物体之所以做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢?本节课我们来研究有关的问题.（四）【建构新知】1.受迫振动(1)演示，用右图所示的实验装置①向下拉一下振子，观察它的振动情况.②学生答：振子做的是阻尼振动.③请一位同学匀速转动把手，观察振动物体的振动情形和刚才有什么不同?学生答：刚才振子振动一会就停下来，而现在振子能够持续地振动下去.教师问：使振子能够持续振动下去的原因是什么?学生答：是把手给了振动系统一个周期性的力的作用.(2)通过上述演示分析：①作用于振动系统，使系统能持续地振动下去的外力叫驱动力.②物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动.(3)教师问：如果我们给系统施加一作用时间很短的驱动力，系统能持续地振动下去吗?学生讨论后得到：要想使物体能持续地振动下去，必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用.(4)同学们想一想：有哪些物体做的是受迫振动?学生答：发动机正在运转时汽车本身的振动；正在发声的扬声器纸盒的振动；飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动；我们听到声音时耳膜的振动等.(5)受迫振动的实例①电磁打点计时器的振针；②工作时缝纫机的振针；③扬声器的纸盒；④跳水比赛时，人在跳板上走过时，跳板的振动；⑤机器底座在机器运转时发生的振动.(6)通过刚才的学习，我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动；那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、系统的固有频率之间有什么关系呢? ①还以上图中的装置进行如下演示：用不同的转速分别匀速地转动把手，观察振子的振动快慢情况.②学生叙述观察到的现象：当把手转速小时，振子振动较慢；当把手转速大时，振子振动较快.③定性总结：物体做受迫振动时，振子振动的快慢随驱动力变化的快慢而变化.(7)教师：经过定量实验证明①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率.②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系.2.共振过渡引言：受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，但是如果驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时又会发生什么现象呢?(1)演示实验(二)①介绍右图所示的共振演示仪在一根张紧的绳子ab 上挂了几个摆，其中A 、B 、C 的摆长相等.②演示：先让A 摆摆动，观察在摆动稳定后的现象.③学生描述看到的现象.A 摆动起来后，B 、C 、D 、E 也随之摆动，但是它们摆动的幅不同，A 、B 、C 摆动的振幅差不多，而D 摆动的振幅最小.(2)出示分析思考题a :A 、B 、C 摆长相同，意味着它们的固有频率有什么关系?根据是什么?b :B 、C 、D 、E 做的是什么振动?若是受迫振动，驱动力由什么提供?c :据观察到的现象可得到什么结论?(3)学生讨论后回答①据和 得到，A 、B 、C 三摆的固有频率相同.②B 、C 、D 、E 做的是受迫振动，它们的驱动力都是由先摆起来的A摆提供的.③据实验现象得到：驱动力的频率f ′等于振动物体的固有频率f ′时，振幅最大，驱动力的频率跟固有频率f ′相差越大，振幅越小.(4)通过上述实验，我们得到：受迫振动的振幅A 与驱动力的f 及振动物体的固有频率之间的关系有关，它们之间的这种关系可用图象来表示：这个图象叫共振曲线.①用多媒体出示共振曲线a :学生叙述坐标轴代表的物理量.纵轴：表示受迫振动的振幅.横轴：表示驱动力的频率.b:据图象特点，学生叙述受迫振动的振幅、驱动力的频率、物体的固有频率之间的关系. 当驱动力频率等于物体固有频率时，物体振幅最大，驱动力频率与固有频率相差越大，物体的振幅越小.②结论：驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振.(5)演示：①介绍实验用具：两个频率相同的带有共鸣箱的音叉，放在实验台上.②先用小槌打击音叉A的叉股，使它发声，过一会儿，用手按住音叉A的叉股，使A停止发声，学生描述产生的现象.可以听到没被敲响的音叉发出了声音.③在音叉的叉股上套上一个套管，重新做步骤②，学生描述产生的现象.听不到音叉B发出的声音了.(6)学生阅读课文，得到产生上述现象的原因音叉A的叉股被敲时发生振动，在空气中激起声波，声波传到音叉B，给音叉B以周期性的驱动力.①第一次实验时，A、B的固有频率相同，符合产生共振的条件，于是B的振幅最大，就可以听到B发出的声音.②第二次实验时，由于给B的音叉套上了套管，使A、B的固有频率不再相同，此时B不能产生共振，发出的声音很小，甚至听不到.(7)学生回答①什么是声音的共鸣?——(声音的共振现象叫共鸣)②共鸣箱所起的作用是什么?——使音叉的声音加强.3.共振的应用和防止(1)学生阅读课文，总结共振的应用和防止的实例.(2)学生回答：应用的实例：共振筛、音箱.防止的实例：火车过桥慢开，控制机器的转速等.(3)实例：①应用的实例：a:小提琴、二胡等乐器设置共鸣箱.b:建筑工地上浇铸混凝土时使用的振捣器.c:粒料分离时使用的共振筛.②防止的实例：a:军队或火车过桥时要放慢速度或便步走.b:轮船航行时要看波浪的打击方向而改变轮船的航向和速度.c:机器运转时为了防止共振要调节转速.(4)学生通过上述实例分析，回答：①利用共振时，应如何去做?——(利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率)②防止共振时，应如何做?——(在需要防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好.)中要防止共振?例题1．一悬挂于天花板上的单摆的共振线如图，由图可知（1）此单摆的摆长为_______________。
单元教案或课时教案课题第一章第4节阻尼振动受迫振动教案编号课型新授课授课班级课时 1 授课时间授课人课标要求通过实验，认识受迫振动的特点。
了解产生共振的条件以及在技术上的应用。
内容分析本节是教课版物理选修3-4第一章第4节，由生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念，然后通过演示实验说明受迫振动的周期与驱动力周期的关系，最后演示实验证明当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大，最后引入了共振的概念。
学情分析教学中应该充分发挥实验的作用，使学生理解物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时，振动的特点。
注意引导学生多思考一下共振在实际中的应用(如乐器的共鸣箱等)以及避免共振的做法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。
学法指导自主阅读,合作交流,查阅资料。
教学目标知识目标1.能从能量的观点分析阻尼振动产生的原因。
2.掌握受迫振动的概念。
探究受迫振动的频率与驱动力的频率的关系。
3.理解共振的概念及产生条件，知道常见的共振的应用和危害。
能力目标通过观察演示实验，概括出共振发生的条件，培养学生的观察、概括能力。
情感目标1.体会物理与生活的紧密联系，培养热爱生活的情趣。
2.通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力。
教学重点1.受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。
2.共振发生的条件。
教学难点受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率无关的理解。
教学资源受迫振动演示仪，共振演示仪，单摆，振子教学方法实验、讨论板书设计1.4 阻尼振动受迫振动1、阻尼振动2、物体在驱动力作用下的振动是受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率。
3、当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动振幅最大的现象叫共振。
教学环节所需时间教学内容设计意图教学反馈教师活动学生活动2-3分钟情景引入现场演示弹簧振子的运动，提出问题：弹簧振子为什么会停下来而不一直运动下去？那么如何才能让它永不停息的运动呢？观察振子的振动特点，并思考问题。
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2019—2020年高中物理 14 阻尼振动受迫振动教案教科版选修3—4 课题阻尼振动受迫振动课型新授课课时数1课时教学目标1。
知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。
2.知道什么是共振以及发生共振的条件。
3。
知道共振的应用和防止的实例。
重点难点重点：1。
什么是受迫振动。
2.什么是共振及产生共振的条件难点：1。
物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关。
2.当f驱＝ｆ固时,物体做受迫振动的振幅最大。
教学过程主要内容（教师填教法或点拨的方法，学生填知识要点或反思）一、二、三、四、【预习导引】1。
什么是阻尼振动?学生答：实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能损耗，导致振动完全停止，这类振动叫阻尼振动。
2.引入:同学们,我们知道，物体之所以做阻尼振动，是由于机械能在损耗,那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢？本节课我们来研究有关的问题.【建构新知】1.受迫振动（1）演示，用右图所示的实验装置①向下拉一下振子,观察它的振动情况.②学生答:振子做的是阻尼振动.①介绍右图所示的共振演示仪在一根张紧的绳子ab上挂了几个摆，其中A、B、C的摆长相等.②演示：先让A摆摆动，观察在摆动稳定后的现象。
