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2013年物理选修3-4册课件：第1章第4节

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高中物理教科版选修3-4配套课件1.1 简谐运动 课件(教科版选修3-4)

高中物理教科版选修3-4配套课件1.1 简谐运动 课件(教科版选修3-4)

三、简谐运动中各物理量的变化 简谐运动的能量 (1) 一 旦给振动系统以一定的能量 ( 如拉力做功使弹簧振子偏离 平衡位置，使系统具有一定的弹性势能)，使它开始振动，在振
动过程中动能和势能相互转化，但总的机械能不变．
(2)振幅决定着系统的总机械能，振幅越大，系统的总机械能越 大． (3)简谐运动过程中能量具有对称性． 振子运动经过平衡位置两侧对称点时，具有相等的动能和相等 的势能．
弹簧振子：由小球和弹簧组成的 系统 的名称，是一个理想模
型．如图1-1-1所示．
图1-1-1
二、简谐运动 回复力：当振动的物体离开平衡位置时，所受到的指
向 平衡位置
的力．
简谐运动：物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小 成正比，并且总 指向平衡位置的物体的运动．也称简谐振动． 公式：F＝－kx.
三、振幅、周期和频率 振幅：振动物体离开平衡位置的 最大距离 ，用A表示，单位
(4)由于机械能守恒，简谐运动将以一定的振幅永远不停地振动下
去，简谐运动是一种理想化的运动．
各物理量的变化 位置 A A→O O O →B B
位移的大小 最大 变小
速度的大小 零
零
变大 最大
零
变大 最大 变小
动能
势能 总能
零
变大 最大 变小
零
零
最大 变小
变大 最大
不变 不变 不变 不变 不变
特别提醒 (1)简谐运动中在最大位移处，x、F、a、Ep最大，v＝0， Ek＝0；在平衡位置处，x＝0，F＝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，a＝0，Ep最小，v、Ek最 大．
是米，符号是m.
物理意义：振幅是表示振动 强弱 的物理量． 周期：振动物体完成一次 全振动 所用的时间，用T表示，单位 是秒，符号是s.

教科版物理选修3-4 第一章 机械振动 第一节 教学课件

教科版物理选修3-4 第一章 机械振动 第一节 教学课件
第一章 机械振动 1.简谐运动
1.知道机械振动和简谐运动的概念,知道弹簧 振子模型的构造。 学习 2.了解简谐运动的特点,明确简谐振动的回复 目标 力和位移之间的关系。 3.知道周期、频率、振幅等一系列描述简谐 运动的基本概念。
一、机械振动 1.弹簧机械振动:物体(或物体的某一部分)在_某__一__位__置__ 两侧所做的_往__复__运动,简称_振__动__,这个位置称为平衡位 置。 2.振动特点: (1)普遍存在的运动形式。 (2)振动是一种往复运动,具有_周__期__性__和_往__复__性__。
2.回复力: (1)定义:振动的物体偏离平衡位置时,都会受到的一个 指向_平__衡__位__置__的力。 (2)回复力与位移的关系:F=_-_k_x_。 3.简谐运动:如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位 移大小成_正__比__,并且总指向_平__衡__位__置__,则物体所做的运 动叫作简谐运动。做简谐运动的振子称为_谐__振__子__。
知识点一 简谐运动的位移、速度和加速度 思考探究: 如图所示,弹簧一端固定,另一端同物体相连接。物体 放在光滑的水平面上能够自由滑动,静止时物体处于O 点。现把物体从O点右侧的A点由静止释放,物体将做往 复运动。
(1)物体的位移怎样变化? (2)物体受到的弹力、加速度怎样变化?
提示:(1)物体在向O点靠近的过程中位移减小,在远离O 点的过程中位移增大,在平衡位置O点附近做周期性变 化。 (2)弹力和加速度都与位移的大小成正比,也在平衡位置 附近做周期性变化。
2.决定能量大小的因素:振动系统的机械能跟_振__幅__有 关,_振__幅__越大,机械能就越大,振动越强。对于一个确 定的简谐运动来说它是_等__幅__振动。
【想一想】在弹簧振子的运动过程中,弹性势能最大的 位置有几个?动能最大的位置有几个?

人教版高中物理选修3-4全册课件【完整版】

人教版高中物理选修3-4全册课件【完整版】

典例分析
举一反三 触类旁通
一、对简谐运动的理解 【例1】 一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的有( )
A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度为最大值 C．振子每次经过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同 D．振子每经过同一位置，其速度不一定相同，但加速度一定 相同
解析 简谐运动并不一定在水平方向上，各个方向都可 以，故A选项错误；简谐振动是最简单的振动，故B选项错； 简谐运动的振动图象是正弦曲线，但简谐运动的轨迹并不是正 弦曲线，故C选项错误；物体的振动图象是正弦曲线，该振动 一定是简谐运动，故D选项正确．
【答案】 D
二、对简谐运动图象的认识 【例2】 (多选题)如图所示，表示某质点做简谐运动的 )
(4)区别机械运动中的位移：机械运动中的位移是从初位 置到末位置的有向线段；在简谐运动中，振动质点在任意时刻 的位移总是相对于平衡位置而言的，都是从平衡位置开始指向 振子所在位置． 二、理解简谐运动的图象 1．形状：正(余)弦曲线 2．物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置 的位移，是位移随时间的变化规律．
3．获取信息 (1)任意时刻质点的位移的大小和方向．如图①所示，质 点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图 ②中a点，下一时刻离平衡位置更远，故质点此刻向上振动． (3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比 较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若 远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大，若靠 近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小．如图② 中b点，此刻质点从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增 大，位移、加速度正在减小．c点对应时刻，质点从负位移远离平 衡位置运动，则速度为负且减小，位移、加速度正在增大.

2013人教版高中物理选修3-4全册教案

2013人教版高中物理选修3-4全册教案

高中物理选修3-4全册精品教案目录第十一章机械振动与机械波 (1)第一节简谐运动 (2)第二节简谐运动的描述 (4)第三节简谐运动的回复力和能量 (6)第四节单摆 (7)第五阶外力作用下的振动 (8)第十二章机械波 (12)第一节波的形成和传播 (12)第二节波的图象 (14)第三节波长、频率和波速 (16)第四节波的反射和折射、波的衍射 (18)第五节波的干涉 (19)第六节多普勒效应 (21)第十三章光学 (23)第一节光的折射 (23)第二节光的干涉 (25)第三节光的色散 (27)第四节光的衍射现象 (30)第五节光的偏振、全反射、激光 (31)第十四章电磁波 (34)第一节电磁波的发现、电磁振荡 (34)第二节电磁波的发射和接收 (35)第三节课题研究：电磁波与信息化社会，电磁波谱 (36)第十五章联系电话（0592）5166869 双十正门前水晶森林84高中物理选修3-4全册精品教案目录第十—章机械振动与机械波第—节简谐运动【教学目的】（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。

【能力培养】通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力【教学重点】使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律【教学难点】偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源【教学过程】（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。

1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。

请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）][提问] 这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？[归纳] 物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。

2013年物理选修3-4册课件：第1章1.4

2013年物理选修3-4册课件：第1章1.4

【答案】
(1)1.6 s
(2)1.3 N
【方法总结】
由于小球在垂直纸面的竖直平面
内摆动，故悬点应为C点，即有效摆长为CO的长
度，而不再是细线AO或BO的长度．解决这类问
题时要注意环境的变更，会出现等效摆长和等效
加速度问题．
变式训练 2 如图 1－4－6 所示， 升降机中有一单 摆，当升降机静止时，单摆的周期为 T1，当升降 机以加速度 a 向上匀加速运动时，单摆的周期为 T2，则( ) A．T2＝T1 g B．T2＝T1 g＋a C．T2＝T1 D．T2＝T1 g＋a g g g－a
二、对单摆周期公式 T＝2π 由公式 T＝2π
l 的理解 g
l 知，某单摆做简谐运动(摆角 g
小于 5° )的周期只与其摆长 l 和当地的重力加速度 g 有关， 而与振幅或摆球质量无关， 故又叫做单摆 的固有周期．
1．摆长 l (1)实际的单摆摆球不可能是质点，所以摆长应是 d 从悬点到摆球球心的长度，即 l＝l1＋ ，l1 为摆线 2 长，d 为摆球直径． (2)等效摆长 在不同问题中会出现形形色色的摆，等效摆长是 指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，而不一定 是摆线的长.升降机静止时，单摆的周期为 T1＝ 2π l ，当升降机以加速度 a 向上做匀加速运动 g
时， 等效重力加速度为 g′＝g＋a， 则周期 T2＝2π l ，故 T2＝T1 g＋a g ，B 正确． g＋a
钟摆的快慢问题
例3 在某地，摆长为l 的摆钟A在某一段时间内 1
快了Δt，而另一摆长为l2的摆钟B在同一段时间内
图 1－4－2
(2)等效重力加速度：若单摆系统处在非平衡状态 (如加速、减速、完全失重状态)，则一般情况下， g 值等于摆球相对静止在自己的平衡位置时， 摆线 所受的张力与摆球质量的比值． 例如， 1－4－2 中， 图 摆长为 l 的单摆安置在倾角 为 α 的光滑斜面上，设重力加速度为 g，则这个 T mg· sinα 单 摆 的 等 效 重 力 加 速 度 g′ ＝ ＝ ＝ m m g· sinα，周期 T＝2π l ＝2π g′ l . g· sinα

教科版物理选修3-4课件：第1章 2 单摆

教科版物理选修3-4课件：第1章 2 单摆

【答案】 ABE
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2．关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是(
)
【导学号：18640004】 A．摆球受重力、摆线的张力作用 B．摆球的回复力最大时，向心力为零 C．摆球的回复力为零时，向心力最大 D．摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大 E．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向
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【解析】 单摆在运动过程中，摆球受重力和摆线的拉力，故 A 对；重力 垂直于摆线的分力提供回复力．当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为 零，向心力为零，则拉力小于重力；在平衡位置处，回复力为零，速度最大， 向心力最大，摆球的加速度方向沿摆线指向悬点，故 D、E 错，B、C 对．
【答案】 ABC
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3．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置 1 时的速度减小为原来的2，则单摆摆动的频率________，振幅变___力加速度决定，与摆球的
质量和速度无关；另外由机械能守恒定律可知，摆球经过平衡位置的速度减小 了，则摆动的最大高度减小，振幅减小．
忽略不计．
⑤摆角要求：单摆在摆动过程中要求摆角小于 5° (选填“大于”“小于”或 “等于”)．
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2．单摆的回复力 (1)回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切线方向的分力 ． (2)回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的 mg 位移成正比，方向总指向平衡位置，即 F＝－ l x. (3)运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动．
【提示】 单摆做简谐运动的条件是偏角很小，通常应在 5 ° 以内． 2．单摆做简谐运动的回复力是否等于小球所受的合力？

高中物理,选修3---4,全册课件汇总


方法二 拟合法:
在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标， 把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计 算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看 弹簧振子的位移—时间的关系可以用什么函数表示。
四、简谐运动： 1、定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦 函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条 正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。如：弹簧 振子的运动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 2、简谐运动的图象
第二个1/2周期： 7t 时间t(s) 6t
0
0
8t
0
9t
0
10t
0
11t
0
12t
0
位移 20.0 x(cm)
17.7
10.3
0.1
-10.1
-17.8
-20.0
坐标原点O－平衡位置 横坐标－振动时间t 纵坐标－振子相对于平衡位置的位移
描点法得到的位移---时间图像
你还能想到其它方法吗？
以位移替代时间
选修3—4 第十一章 机械振动
§11.2
简谐运动的描述
一、描述简谐运动的物理量 1、振幅A
是标量
（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。 （2）物理意义：描述振动强弱的物理量 振幅的两倍（2A）表示振动物体运动范围
A
O
B
简谐运动OA = OB
一、描述简谐运动的物理量 2、周期和频率 —描述振动快慢的物理量 周期T：振子完成一次全振动所需要的时间 一次全振动：振动物体从某一初始状态开始， 再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完 全相同）所经历的过程。 频率f：单位时间内完成全振动的次数
生活中的物理， 你了解它们吗？
我见过

高中物理选修3-4 第一章第一节 简谐运动ppt课件


难点，重点分析：
难点：
1.掌握什么是简谐运动？他的特点？条件？ 2.掌握简谐运动的位移-时间图象是正弦图像
难点：
简谐运动的位移-时间图象
课后练习
课外知识
2、弹簧振子的位移——时间关系
（1）弹簧振子的位移：
①位移是从平衡位置指向振动质点某时刻所在位置的有向线段。振动中的位移 不是在直线运动中或曲线运动中所述的由初位置指向末位置的有向线段，振动 中的位移不管振动质点的起始位置，一律从平衡位置开始指向振动质点所在位 置。 ②位移是矢量，规定小球在平衡位置的右边时，它对平衡位置的位移为正，在 左边时为负。
这样的运动在实际生活中特别常见，同学们想一想，举例子。
一、机械振动
物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动， 叫做机械振动，通常简称为 振动。
平衡位置
振子原来静止时的位置 （一般情况下指物体在没有振动时所处的位置）
简谐运动： 最简单的谐振运动。 振动
也就是说简单的机械振动运动。
注意 振动物体可能做直线运动，也可能做曲线运动，所以其运动的 轨迹可能是直线，也可能是曲线。
课外知识
（2）弹簧振子的x—t图象：
①图象的建立：用横坐标表示振动物体运动的时间t，纵坐标表示振动物体运动 过程中对于平衡位置的位移x，建立坐标系，如图所示。 ②图象意义：反映了振动物体相对平衡位置的位移x随时间t变化的规律。 ③振动位移：通常以平衡位置为位移起点。所以振动位移的方向总是背离平 衡位置的。如图所示，在x—t图象中，某时刻质点位置在t轴上方，表示位移 为正（如图中t1、t2时刻），某时刻质点位置在t轴下方，表示位移为负（如 图t3、t4时刻）。
x/cm
10 5 0
12 3 4 5

教科版选修3-4 第1章 第4节 阻尼振动 受迫振动


[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．总能量守恒，机械能减小 D．只有动能和势能的相互转化
解析：自由摆动的秋千可以看做阻尼振动的模型，振动系统中的
能量转化也不是系统内部动能和势能的相互转化，振动系统是一
4．如图所示，轻直杆 OC 的中点悬挂一个弹簧振 子，其固有频率为 2 Hz，杆的 O 端有固定光 滑轴，C 端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动， 转速为 n。则 (1)当 n 从 0 逐渐增大到 5 r/s 的过程中，振子 M 的振幅变化情 况是_________________________________________________ _____________________________________________________
动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能在减
少，所以 C 项错，D 项对。 答案：BD
受迫振动与共振
[典题例析] 2．汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹 簧的等效劲度系数 k＝1.5×105 N/m，汽车开动时，在振幅较小
的情况下，其上下自由振动的频率满足 f＝21π
g L(L
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
如图所示，三个单摆的摆长为 L1＝1.5 m，L2 ＝1 m，L3＝0.5 m，现用一周期等于 2 s 的驱 动力，使它们做受迫振动，那么当它们的振动
稳定时，下列判断中正确的是
()
A．三个摆的周期和振幅相等
B．三个摆的周期不等，振幅相等
C．三个摆的周期相等，但振幅不等

教科版高中物理选修3-4全册课件


2．简谐运动的位移 (1)定义：振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置 的有向线段表示，方向为从平衡位置指向振子所在位置，大 小为平衡位置到该位置的距离。 (2)位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动 所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某时刻振子偏离平衡 位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。 3．简谐运动的回复力 (1)由F＝－kx知，简谐运动的回复力大小与振子的位移 大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反，即回复力的 方向总是指向平衡位置。 (2)公式F＝－kx中的k指的是回复力与位移的比例系数， 而不一定是弹簧的劲度系数，系数k由振动系统自身决定。
2．做简谐运动的物体，某一阶段的振动是否为一次全 振动，可从以下几个角度判断： （1）振动特征：一个完整的振动过程。 （2）物理量特征：位移（x）、加速度（a）、速度（v） 等各物理量第一次同时与初始状态相同。 （3）时间特征：历时一个周期。 （4）路程特征：振幅的4倍。
典题强化 2．如图所示，弹簧振子以O为平衡位置在BC间做简谐运动， 则（ ） A．从B→O→C为一次全振动 B．从O→B→O→C为一次全振动 C．从C→O→B→O→C为一次全振动 D．从D→C→O→B→O为一次全振动
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第一章 机械振动
简谐运动
一、机械振动
1．机械振动： 物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的 运动， 简称振动。 2．平衡位置： 物体能静止的位置(即机械振动的物体所围绕振动的位置)。
二、简谐运动 1．回复力： （1）概念：当物体偏离平衡位置时受到的指向 的 力。 （2）效果：总是要把振动物体拉回至 。 2．简谐运动： （1）定义：如果物体所受的力与它偏离平衡位置的 成正比，并且总是指向 ，则物体所做的运动叫做 简谐运动。 （2）公式描述：F＝－kx(其中F表示回复力，x表示相对 平衡位置的位移，k为比例系数，“－”号表示F与x方向相反)。
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D．A、B、C的振动的周期相等
图1－4－4
解析：选 D.A 振动起来后水平细绳上的驱动力周 LA 期 TA＝2π g ，迫使 B、C 做受迫振动，受迫振 动的频率等于施加的驱动力的频率，所以 TA＝TB LC LA ＝TC， TC 固＝2π 而 ＝2π ＝TA， B 固＝2π T g g LB >TA，故 C 共振，B 不共振，C 的振幅比 B g 的大，所以正确选项为 D.
【答案】
B
【方法总结】
匀速转动摇把，振子将做受迫
振动，驱动力的周期跟摇把转动的周பைடு நூலகம்是相同
的，振子做受迫振动的周期又等于驱动力的周
期，其频率也等于驱动力的频率，与原自由上 下振动频率无关．
变式训练2
如图1－4－7所示的装置，在曲轴上
悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其上下振
动 ， 周 期 为 T1 ， 现 使 把 手 以 周 期 T2 匀 速 转 动
小球做受迫振动
图1－4－2
解析：当圆盘转动时，通过小圆柱带动 T 型支架上下 振动，T 型支架又通过弹簧给小球一周期性的作用力 使其做受迫振动，所以小球振动的频率应等于驱动力 的频率，即 T 型支架的振动频率，而 T 型支架的频率 1 1 又等于圆盘转动的频率，故小球振动的频率 f＝ ＝ T 4 Hz＝0.25 Hz.
桶中溅出来，这是为什么？如何避免这一现象的发
生？ 提示：挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁 担对水桶的作用，使水受到驱动力而做受迫振动， 当驱动力的频率接近(或等于)桶里水的固有频率时,
水桶里的水就发生共振，所以水会荡的厉害，以至
于飞溅出来．为了避免发生这种现象，就要使
驱动力的频率尽量远离桶里水的固有频率，解
答案：0.25 Hz
三、共振
1．对共振现象的理解
(1)共振是受迫振动的一个特例．它产生的条件是：
驱动力的频率等于物体的固有频率．
(2)共振的特点是振幅最大．
图1－4－3
(3)共振曲线：如图1－4－3所示，以驱动力频率
为横坐标，以受迫振动的振幅为纵坐标．它直观
地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响，由 图可知，f驱与f固相差越大，振幅A越小；当f驱＝ f固时，振幅A最大．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．如图1－4－2所示，一个竖直圆盘上转动时，固
定在圆盘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向
振动，T型支架的下面系着一个由弹簧和小球组成
的振动系统，小球浸没在水中．当圆盘静止时，让 小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为3 Hz.现使 圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球 振动达到稳定，它振动的频率是多少？
课堂互动讲练
阻尼振动及其应用
例1
若空气阻力不可忽略，单摆在小于10°偏角
)
的摆动中，总是减小的物理量为(
A．振幅
C．周期
B．位移
D．动能
【精讲精析】 有空气阻力时，振动为阻尼振动， 振幅不断减小，机械能也不断减小，在平衡位置， 位移为零；而后位移增大，直至动能为零时位移达 到最大；然后位移又减小到零，所以位移不是一直 l 减小．根据单摆周期公式 T＝2π ，l、g 不变， g 则 T 不变，故 A 正确． 【答案】 A
自由振动
受迫振动
共振
由产生驱动 振动物体获 振动物体的机 振动能量 力的物体提 得的能量最 械能不变 供 大 机械工作时 弹簧振子或单 共振筛、声 常见例子 底座发生的 摆(θ≤5°) 音的共鸣等 振动
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
3．如图1－4－4所示，A球振动后，通过水平细绳
迫使B、C振动，下面说法中正确的是( A．只有A、C振动的周期相等 B．A的振幅比B的振幅小 C．C的振幅比B的振幅小 )
【答案】
C
【方法总结】
(1)对于共振问题，首先要明确
共振的条件，f驱＝f固，其次要结合振动图象找
到f驱和f固，才能顺利解决．(2)本题符号较多，
读题时要明确各符号的物理意义．
变式训练3
铁道上每根钢轨长12.5 m，若支
持车厢的弹簧和车厢组成的系统周期为0.6 s，
那么当列车以________速度行驶时，车厢振
基础知识点
要点对比 阻尼振动
无阻尼振动
振动图象
实例
悬挂的电灯被风吹动 后开始振动，振幅越 弹簧振子的振动 来越小,属于阻尼振动
特别提醒：物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，
但振动的频率仍由自身结构特点所决定，并不会随
振幅的减小而变化．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说
振动的振幅__________最后停止运动． 不断减小
4．实际振动的理想化：当阻尼很小时，在不太长的 时间内看不出振幅明显减小，于是可以把它当做 简谐运动 __________来处理．
图1－4－1
二、受迫振动与共振 周期性 1．驱动力：给振动物体施加的一个_______的外力．
2．受迫振动：在_________外力作用下的振动． 周期性
B．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25
s C．当转速为240 r/min时，弹簧振子的振幅最 大 D．转速最大，弹簧振子的振幅就越大
【自主解答】 摇把匀速转动的转速为 240 r/min＝4 r/s，驱动力频率为 4 Hz，角速度 ω＝8π rad/s，所以 2π 驱动力的周期 T＝ ＝0.25 s．此时不发生共振现象， ω 故 A、C 项错，B 项对；转速越大，驱动力的频率将 远大于固有频率，弹簧振子的振幅减小，D 项错．
动的最厉害．
2．自由振动、受迫振动和共振的关系
比较 项目 振动 类型
自由振动
受迫振动
共振
受力情况 仅受回复力 由系统本身 振动周期 性质决定， 或频率 即固有周期 或固有频率
周期性驱 周期性驱 动力作用 动力作用 由驱动力的周 T 期或频率决定， 驱＝T固或f 即T＝T驱或f＝ 驱＝f固 f驱
比较 项目
振动 类型
性质决定．
(2)受迫振动：振动系统在驱动力作用下的振动叫受 迫振动．
2．受迫振动与固有振动的周期和频率的决定因素 (1)受迫振动的周期和频率等于驱动力的周期和频率， 而跟物体的固有周期和固有频率无关． (2)物体振动的固有周期和固有频率由振动系统本身 L 性质决定．如单摆的固有周期 T 固＝2π g .
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．振动的周期越来越长
解析：选A.单摆振动过程中，因不断克服空气阻力
做功，使机械能逐渐转变化为内能，选项A对； 虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中 动能和势能仍不断地相互转化,动能转化为势能时, 动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能
D．摆球在A时刻的机械能大于在B时刻的机械能
图1－4－5
解析：选D.由于振幅逐渐减小，故摆球的机械 能逐渐减小，选项C错，D对；由于A、B两时
刻摆球的位移相同，故在这两个时刻摆球相对
于零势能点的高度相同，摆球质量不变，势能 相同，B错；又由于A时刻的机械能大于B时刻 的机械能，而A、B两时刻的势能相同，故A时 刻的动能大于B时刻的动能，A错．
(T2>T1)，当其运行达到稳定后( )
图1－4－7
A．弹簧振子的振动周期为T1
B．弹簧振子的振动周期为T2
C．让把手的转速减小，则弹簧振子的振幅增大 D．让把手的转速增大，则弹簧振子的振幅增大 解析：选B.受迫振动周期等于驱动力的周期，故B 对；让把手转速增大，则驱动力的周期T2减小，弹
簧振子的振幅先增大后减小，故C、D均错．
决的办法有改变行走的步频或停止走动片刻， 也可以在桶里放些漂浮物，增大阻尼，使振动 系统克服阻力做功，消耗部分机械能，以减小 水的振幅．
核心要点突破
一、阻尼振动和无阻尼振动的比较 基础知识点
要点对比
阻尼振动 无阻尼振动
振动能量
振幅
振动能量有损失 如果没有能量补充， 振幅越来越小
振动能量保持不变
振幅不变
对受迫振动的理解
例2 (2011年台州市高二期末)如图1－4－6所示，
曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把曲轴可带动弹 簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子自 由振动，测得其频率为2 Hz.现匀速转动摇把，转 速为240 r/min.则( )
图1－4－6
A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 s
【方法总结】
振幅的大小表征一个振动系统
总机械能的大小，当振动过程有介质阻力做功
时，机械能减少，转化为内能，故振幅减 小．阻尼振动的过程中动能或势能在一段时间 内可以是增大的．
变式训练1
如图1－4－5所示是单摆做阻尼振动的
)
振动图象，下列说法正确的是(
A．摆球在A时刻的动能等于在B时刻的动能 B．摆球在A时刻的势能大于在B时刻的势能 C．摆球在A时刻的机械能等于在B时刻的机械能
2．受迫振动中振幅随驱动力的变化关系．
课前自主学案
一、阻尼振动 1．阻尼振动：指振幅不断______的振动． 减小 2．阻尼振动产生的原因：振动系统克服摩擦力 和其他阻力做功，系统的机械能不断减小，振幅 减小 也不断______，而且振动系统受到的阻尼越大， 振幅减小的______． 越快
3．阻尼振动的振动图象：如图1－4－1所示，阻尼
时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言
后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能 (或势能)，故选项B、C不对．振动的周期，频率 不会改变，故选项D不对．
二、受迫振动
1．受迫振动与固有振动的定义 (1)固有振动：振动系统只受回复力作用，不受系统 外界作用力的振动叫固有振动．它的周期和频率称 为固有周期和固有频率，其大小由振动系统本身的