(高一物理)第10章第06节受迫振动共振教案02人教版

§2-6 受迫振动共振一、学习目标1.知道什么是固有振动和阻尼振动，并能用能量的观点给予说明.2.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，知道共振常见的应用和危害．二、学习过程【问题探究】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：(1)在不忽略空气阻力的情况下，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？从有没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？(2)用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？【答案】(1)阻尼振动固有振动(2)转速大时弹簧振子振动得快，说明弹簧振子振动的周期和频率由手柄转速决定．【知识点1】固有振动、阻尼振动、受迫振动1．固有振动和固有频率(1)固有振动：振动系统在不受外力作用下的振动．(2)固有频率：固有振动的频率．2．阻尼振动(1)阻尼振动：振动系统受到阻力作用时，振幅逐渐减小的振动，如图所示．(2)振动系统能量衰减的两种方式：①振动系统受到摩擦阻力作用，机械能逐渐转化为内能．②振动系统引起邻近介质中各质点的振动，能量向四周辐射出去．3．驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．4．受迫振动(1)定义：系统在驱动力作用下的振动．(2)受迫振动的频率(周期)：物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关．例题1、（多选）一单摆做阻尼振动，则在振动过程中（）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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．在振动过程中，机械能不守恒【答案】BD【详解】因单摆做阻尼振动，阻力做功，机械能越来越小，振幅越来越小，但摆长与重力加速度不变，根据单摆的周期公式可知，单摆的振动周期不变，故BD正确，AC错误；故选BD。

《2.6受迫振动共振》教案〖教材分析〗本节内容安排在弹簧振子和单摆这两个理想的简谐运动模型之后，并已经讲述了关于描述振动的物理量，为认识受迫振动做好铺垫。

教材在编排上，从生活情境入手，以推动秋千的场景展开本节的序幕，引出一连串关于受迫振动的问题。

紧接着通过实验，了解受迫振动的频率与驱动力频率的关系，以及影响受迫振动振幅的因素。

由此提出共振现象和共振现象的利用与防止。

因此本节是与前几节理想振动模型的对比与拓展。

在内容安排上，教材将阻尼振动、受迫振动、共振三个核心概念放在一起，帮助学生从理想过渡到更为实际的振动认识，并进一步深化对振动的频率、振幅以及能量转化的理解，最后在科学漫步部分，分析了港珠澳大桥中的阻尼器在共振防止中的应用，让学生感受这些成就背后的中国力量。

因此，本节内容让学生对振动这种普遍的运动形式有了更科学全面的认识，进一步加深了学生对力与运动、能量关系的理解。

〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道固有振动、阻尼振动、受迫振动和共振的概念。

科学思维∶能够从能量的变化角度来分析阻尼振动。

科学探究：通过实验探究受迫振动的频率以及振幅的特征。

科学态度与责任∶通过实验探究激发学生的求知欲与创新精神，培养学生的动手能力和合作意识。

介绍我国在防止共振方面的先进技术，提升民族自豪感。

〖教学重点与难点〗教学重点：受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，共振。

教学难点：受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系。

〖教学方法〗教师启发引导与探究法相结合，并辅以问题法、演示法、归纳法等。

〖教学准备〗龙洗、单摆振动图像演示器、往复驱动电机、弹簧振子、共振演示器、多功能振动探究装置、电脑（显示传感器数据）。

〖教学过程〗一、新课引入往龙洗中倒入清水，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。

为什么？现象引发学生思考，开启新课教学。

二、新课教学提问：什么是简谐运动？回答：像弹簧振子，单摆这种振动图像是正弦曲线的运动叫简谐运动。

受迫振动及共振一、教学目标：1、知道什么是受迫振动，明白受迫振动的频率等于驱动力的频率。

2、掌握什么是共振以及发生共振的条件。

3、通过受迫振动的实例介绍，提高联系实际问题的能力4、了解共振的应用和防止的实例，提高联系和解决实际问题的能力。

二、教学重点、难点分析：1、重点：受迫振动的概念；共振的概念及产生共振的条件。

2、难点：受迫振动的频率由驱动力的频率决定；当f驱=f固时，物体受迫振动的振幅最大。

3、解决方法：通过演示实验，引导学生观察、分析，将学生思维逐步引向共振发生的原因，从而帮助学生克服并理解本课的重难点。

三、教学方法：实验观察、讲授、ppt、板书四、教学过程：(一)提问引入新课：（3分钟）问：上节课我们学习了阻尼振动，怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变，而一直振动下去呢？引导学生答出，应不断地向系统补充损耗的机械能，以使振动物体的振幅不变。

指出：这种振幅不变的振动叫无阻尼振动。

问：无阻尼振动是否是无阻力振动？引导学生认识到无阻尼和无阻力有不同的含义。

举几个无阻尼振动的例子，例如电铃响的时候，铃锤是做无阻尼振动。

电磁打点计时器工作时，打点针是做无阻尼振动。

挂钟的摆是做无阻尼振动。

无阻尼振动的共同特点是：工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。

（二）新课教学：一、受迫振动：（10分钟）物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。

这种周期性的外力叫驱动力。

（强调：周期性）再让学生举几个受迫振动的例子：例如扬声器纸盆的运动，电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。

问：受迫振动的频率跟什么有关呢？让学生注意观察演示(图3)--用ppt演示。

用不同的转速匀速地转动把手，可以发现，开始振子的运动情况比较复杂，但达到稳定后，振子的运动就比较稳定，可以明显地观察到受迫振动的周期等于驱动力的周期。

这样就可以得到物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振子的固有频率无关。

二、共振：（5分钟）演示摆的共振(装置如图4)--视频播放来实验。

人民教育出版社2019高中物理选择性必修1第二章第6节《受迫振动共振》教学设计【课型】受迫振动共振【教学对象】高中二年级学生【课时】1课时【学习目标】（一）物理观念知道什么是阻尼振动和受迫振动，会用能量观点分析阻尼振动的振幅变化和受迫振动的共振现象。

（二）科学思维通过实验认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系，了解产生共振的条件（三）科学探究认识共振是受迫振动的一种特殊情况，可以解释共振的应用和防止的实例。

（四）科学态度与责任通过探究实验培养培养学生的科学探究的兴趣，通过度析自然现象背后的奇妙规律，培养学生学以致用的能力。

【教学重点】共振的产生条件，共振应用和防止的实例【教学难点】固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系【教学策略设计】（一）教学方法（1）实验法本节课的内容是以培养学生观察和思考的学习习惯为设计意图，故实验教学法贯穿在本课教学的始末。

(2)任务驱动法通过创设具体任务情景，引导学生积极思考，主动探究，了解概念建立的思维过程，把握思考相关问题的思路。

(3)讲授法本节课主要利用讲授的方法，阐述实验现象，强调实验结论，以达到突出重难点目的。

通过讲授，从能量、受力、运动状态等方面对各种振动进行阐述和分析。

(二)学法指导学法指导上切合培养目标，要求学生要敢于动手，善于观察，勤于思考，培养良好的学习习惯。

通过动手进行实验，思考并分析实验现象以得出结论，发挥学生在课堂上的主体作用在分析的过程中要求学生，回顾简谐运动的相关知识,并将新旧知识联系起来，从旧知识中总结新知识。

在学习受迫振动和共振的相关知识时，引导学生运用分析振动的相关方法，对这两种振动现象进行分析。

通过向学生表现生活中的各种振动现象，引导学生将学习到物理知识与实际紧密的联系起来。

【教学用具】希沃一体机、龙洗盆、弹簧钩码振动系统、音叉两个、铁架台、受迫振动演示器、共振演示器【教学过程设计】3.列举生活中受迫振动的例子4.通过实验探究：系统做受迫振动时是以自己的固有频率振动？还是以驱动力的频率振动？还是都不是。

2.6 受迫振动共振学习目标1．知道什么是固有振动、固有频率和阻尼振动，并对固有振动和阻尼振动能从能量转化的角度予以说明。

2．知道什么是受迫振动，知道物体做受迫振动的频率特点。

3．知道什么是共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害。

自主学习一、固有振动、阻尼振动1．固有振动振动系统_______________的振动叫做固有振动，固有振动的频率叫做__________。

小球和弹簧组成了一个系统——弹簧振子。

弹簧对于小球的作用力——回复力，是系统的_____力；而来源于系统以外的作用力，例如摩擦力或手指对小球的推力，则是_____力。

2．阻尼振动当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了_____。

系统克服_____的作用要做功，消耗机械能，因而_____减小，最后停下来。

这种振幅逐渐_____的振动，叫做阻尼振动。

二、受迫振动与共振1．受迫振动(1)驱动力：为了使系统持续振动，作用于振动系统的__________的外力。

(2)受迫振动：振动系统在__________作用下的振动。

(3)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于__________的频率，跟系统的__________没有关系。

2．共振(1)定义：驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的__________的现象。

(2)共振曲线：如图所示。

表示受迫振动的_____与__________的关系图象，图中f0为振动系统的固有频率。

(3)共振的应用与防止①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□08固有频率，如转速计、共振筛。

②防止：在防止共振时，驱动力频率与系统的□09固有频率相差越大越好，如部队过桥时用便步。

判一判(1)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。

()(2)系统做受迫振动时的振动频率与其固有频率无关。

()(3)做受迫振动的系统的机械能守恒。

()(4)驱动力的频率越大，系统的振幅越大。

6阻尼振动受迫振动学习目标知识脉络1．知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况．2．知道什么是受迫振动及产生条件，掌握物体做受迫振动的特点．(重点)3．知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害．(重点)知识点一| 固有振动、阻尼振动[先填空]1．固有振动如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为固有频率．2．阻尼振动(1)阻力作用下的振动当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼，系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，最后停下来．(2)阻尼振动振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼振动的图象如图所示，振幅越来越小，最后停止振动．[再判断]1．固有频率由系统本身决定．(√) 2．阻尼振动的频率不断减小．(×)3．阻尼振动的振幅不断减小．(√)[后思考]1．阻尼振动的振幅在减小的过程中，频率是否随着减小？【提示】阻尼振动的振动频率保持不变．2．若物体所做的振动是等幅振动，此物体一定是无阻尼振动吗？【提示】不一定．区分阻尼与无阻尼的条件是分析振子受不受阻力，而不是看振幅，若受阻力作用同时也有外力给系统做功补充能量，也能保证振动物体做等幅振动．[核心点击]阻尼振动与简谐运动(无阻尼振动)的比较振动类型阻尼振动无阻尼振动(简谐运动)产生条件受到阻力作用不受阻力作用振动能量振动能量有损失振动能量保持不变振幅如果没有能量补充，振幅越来越小振幅不变频率不变不变振动图象常见例子悬挂的电灯被风吹动后开始振动，振幅越来越小，属于阻尼振动弹簧振子的振动1．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中() 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，机械能减小D．机械能不守恒，周期不变E．机械能守恒，频率不变解析：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、C、D对，A、E错．答案：BCD2．一单摆在空气中振动，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E．后一时刻的动能可能大于前一时刻的动能解析：单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D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．选项E对．答案：ADE3．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线．则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B 时刻的势能．解析：该题考查阻尼振动的图象以及能量的转化关系．在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能；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．由于A，B两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等．答案：大于等于阻尼振动的能量和周期(1)阻尼振动的振幅不断减小，能量不断减少，但阻尼振动的频率不变，其频率为固有频率，由系统本身决定．(2)自由振动是一种理想情况，也叫简谐运动．实际中的振动都会受到阻力的作用，当阻力较小时，可认为是简谐运动．(3)阻尼振动中，机械能E等于动能E k和势能E p之和，即E＝E k＋E p，E 减小，但动能和势能相互转化，当E p相等，E k不相等，而从振动图象上可以确定E p的关系．知识点二| 受迫振动、共振[先填空]1．受迫振动(1)驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．(2)受迫振动：振动系统在驱动力作用下的振动．(3)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率没有关系．2.共振(1)定义：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象．(2)条件：驱动力频率等于系统的固有频率．(3)特征：共振时受迫振动的振幅最大．(4)共振曲线：如图所示．表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系图象，图中f0为振动物体的固有频率．[再判断]1．受迫振动的频率等于振动系统的固有频率．(×) 2．驱动力频率越大，振幅越大．(×) 3．生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率．(×) [后思考]1．洗衣机启动和停止时，随着电机转速的变化，有时洗衣机会振动得很厉害，这是什么原因？【提示】当洗衣机电机转动的频率等于洗衣机的固有频率时，发生了共振现象，这时洗衣机振动得很厉害．2．要防止共振，需要采取什么措施？【提示】尽量使驱动力的频率与固有频率间的差距增大．[核心点击]1．自由振动、受迫振动及共振的比较振动类型自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力周期性驱动力周期性驱动力振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱T驱＝T固或f驱＝f固振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆机械运转时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等(1)两坐标轴的意义：纵轴：受迫振动的振幅，如图所示．横轴：驱动力频率．(2)f0的意义：表示固有频率．(3)认识曲线形状：f＝f0，共振；f＞f0或f＜f0，振幅较小；f与f0相差越大，振幅越小．(4)结论：驱动力的频率f越接近振动系统的固有频率f0，受迫振动的振幅越大，反之振幅越小．4．如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是()A．只有A、C摆振动周期相等B．A摆的振幅比B摆的小C．B摆的振幅比C摆的小D．A、B、C三摆的振动周期相等E．B、C两摆振动时的振幅与其摆长有关，而周期与摆长无关．解析：当单摆A振动起来后，单摆B，C做受迫振动，做受迫振动的物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，选项A错误，D正确；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项B错误，选项C、E正确．答案：CDE5．如图所示为两个单摆受迫振动的共振曲线．两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ＝________．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线________是月球上的单摆的共振曲线．解析：由共振曲线及共振的条件可知，Ⅰ和Ⅱ的固有频率分别为0.2 Hz和0.5 Hz，周期之比TⅠ∶TⅡ＝5∶2.当摆长相等时，重力加速度越大，频率越大，月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故图线Ⅰ是月球上的单摆的共振曲线．答案：5∶2Ⅰ6．如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．问：(1)开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？(2)在振子正常振动过程中，以转速4 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？解析：(1)用手往下拉振子使振子获得一定能量，放手后，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反(F＝－kx)，所以做简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构性质决定的，称固有周期(T固)和固有频率(f固)，根据题意T固＝tn＝1020s＝0.5 s，f固＝1T固＝10.5Hz＝2 Hz.由于摩擦和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动．(2)由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱＝4 Hz，周期T驱＝0.25 s，故振子做受迫振动．振动达稳定状态后，其频率(或周期)等于驱动力的频率(或周期)，而跟固有频率(或周期)无关．即f＝f驱＝4 Hz，T＝T驱＝0.25 s．又因为振子做受迫振动得到驱动力对它做的功，补偿了振子克服阻力做功所消耗的能量，所以振子的振动属于受迫振动．答案：(1)简谐运动0.5 s 2 Hz阻尼振动(2)受迫振动0.25 s1．分析受迫振动的方法(1)在分析受迫振动时，首先要弄清驱动力的来源．(2)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，因而首先应确定驱动力的频率．(3)当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振．2．改变受迫振动的振幅的方法当f驱＝f固时，振幅最大．若改变受迫振动的振幅，可采取两种方法：(1)改变给予振动系统周期性外力的周期，即改变驱动力频率．(2)了解影响固有频率的因素，改变固有频率．。

受迫振动共振教案从容说课本节内容讲述机械振动的一种情况——受迫振动及其特例——共振.在前面几节教学中,我们从运动学、能量的角度对机械振动中最简单的简谐运动作了探讨,本节我们将从运动学、能量、动力学各个角度来综合分析机械振动中的受追振动.受迫振动并不是无条件的运动,它要在周期性驱动力作用下才会发生.并且驱动力的频率越接近固有频率.受迫振动的振幅就越大．当驱动力频率与固有频率相等时．振幅最大，这种现象叫共振．共振现象在生活中时有发生．有时带来好处，有时却给人们造成危害．学习本节内容，对于我们利用共振的益处．而防止共振的危害具有重要的理论指导作用．所以仍需认真学习．鉴于本节内容的特点，本节的教学目标定位如下：1.知道什么是受迫振动．2.知道受迫振动频率的决定因素．3.知道产生共振的条件．4.知道共振的应用和防止方法．对本节课的教学重点定位如下：1.了解受迫振动的定义．2.知道共振现象的产生条件．对本节的教学难点定位如下：1.理解共振与受迫振动的关系．2.理解共振与驱动力的关系．对本节的教学方法做以下安排：1.对受迫振动概念的理解采用实验分析．归纳总结物理规律的教学方法．2.对共振应用和防止的教学采用录像、多媒体辅助相结合的方法,以激发学习兴趣．对本节的教学程序设定如下：复习提问→新课导入→实验演示→，分析、归纳、总结→指导性自学→自学检测→小结．教学目标一、知识目标1.知道受迫振动的概念．2.知道受迫振动频率的决定因素．3.知道产生共振的条件．4.知道共振应用和防止的方法．二、能力目标1.培养学生从现象中分析、归纳规律的学习能力．2.培养学生对所学知识的应用能力．三、德育目标1.通过对受迫振动及共振概念的教学．培养学生树立“透过现象看本质”的科学观．2.通过对共振危害的学习，培养学生居安思危的安全意识．教学重点1.知道什么是受迫振动．2.知道共振的产生条件．教学难点1.理解共振与受迫振动的关系．2.理解共振与驱动力的关系．教学方法1．对概念教学采用实验演示、分析、归纳相结合的教学方法．2．对共振应用和防止的教学采用指导性自学与录像、多媒体教学相结合的教学方法．教学用具投影片、录像片断、CAI课件，受迫振动演示仪、音叉、单摆共振演示仪．课时安排l课时教学过程一、导入新课1．复习提问①简谐运动的能量是否守恒?如何转化?②什么叫阻尼振动，其振幅、能量随时问如何变化?学生回答问题，教师根据回答情况给予评价，并对上述问题简要总结．①简谐运动在运动过程中的能量是守恒的．对于弹簧振子，能量在动能和弹性势能之间相互转换，能量总量不变；对于单摆，能量在动能和重力势能之间相互转换，能量的总量保持不变．②阻尼振动是指在振动过程中振幅不断减小的振动．其振幅和能量随着时间的延长在变小，最后停止振动．2．新课导入前面我们从运动学、能量的角度对机械振动中的简谐运动进行了学习．今天，我们一起来学习机械振动中的另一种运动——受迫振动及其特例——共振．二、新课教学(一)受迫振动基础知识请学生阅读课文第一部分，思考下列问题：[投影出示]1.什么是阻尼振动?2.什么是驱动力?3.驱动力的作用是什么?4.什么是受迫振动?5.受迫振动与阻尼振动有何关系?学生阅读课文后，得出结论：1.振幅不断减小的振动叫阻尼振动．2.维持阻尼振动时的周期性施加的外力叫驱动力．3.驱动力的作用是给阻尼振动补充能量．以维持振动继续．4.物体在外界驱动力作用下的振动叫受迫振动．5.受迫振动一般是阻尼振动。

2.6 受迫振动 共振课程标准课标解读1.通过生活实例，理解固有振动和固有频率的概念。

2.通过类比的方法，理解共振的概念及其形成的条件。

3.通过实例分析，掌握共振的利用和防止措施。

1.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.2.理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害．知识点01 振动中的能量损失1．固有振动如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为固有频率． 2．阻尼振动 (1)阻力作用下的振动当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼，系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，最后停下来． (2)阻尼振动振幅随时间逐渐减小的振动．振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼振动的图像如图所示，振幅越来越小，最后停止振动．知识精讲目标导航【即学即练1】(多选)对于阻尼振动，下列说法正确的是( )A．阻尼振动就是减幅振动，其振动的能量不断减少B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D．对做阻尼振动的振子来说，其机械能逐渐转化为内能知识点02 受迫振动、共振1．受迫振动(1)驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．(2)受迫振动：振动系统在驱动力作用下的振动．(3)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率没有关系．2.共振(1)定义：当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值的现象．(2)条件：驱动力频率等于系统的固有频率．(3)特征：共振时受迫振动的振幅最大．(4)共振曲线：如图所示．表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系图像，图中f0为振动物体的固有频率．【即学即练2】(多选)有甲、乙、丙三个质量相同的单摆，它们的固有频率分别为f、4f、5f，都在频率为4f的同一驱动力作用下做受迫振动，比较这三个单摆( )A．它们的振幅相同B．乙的振幅最大C．它们的振动频率都是4fD．甲、乙、丙的振动频率分别为f、4f、5f考法01振动中的能量损失1．对阻尼振动的理解(1)同一简谐运动能量的大小由振幅的大小确定．(2)阻尼振动中振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关，阻尼越大，振幅减小得越快．(3)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．例如，用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变．(4)阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小，可以把它当作简谐运动来处理．2．阻尼振动和无阻尼振动的比较振动类型比较内容阻尼振动无阻尼振动产生条件受到阻力作用不受阻力作用或受到阻力作用，但外界补充能量振幅如果没有能量补充，物体的振幅会越来越小振幅不变振动图像实例用锤敲锣，由于锣的振动，发出响亮的锣声，但锣声越来越弱，振幅越来越小，属阻尼振动弹簧振子的振动，单摆的振动【典例1】如图所示是单摆做阻尼运动的位移—时间图线，下列说法中正确的是( )A．摆球在P与N时刻的势能相等B．摆球在P与N时刻的动能相等C．摆球在P与N时刻的机械能相等D．摆球在P时刻的机械能小于N时刻的机械能能力拓展考法02共振及其产生的条件1．共振的条件驱动力的频率与物体的固有频率相等，即f＝f 固．2．共振曲线如图所示，共振曲线的横坐标为驱动力的频率，纵坐标为受迫振动物体的振幅．由共振曲线可知，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大．3．共振的利用与防止(1)利用：由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致．如：共振筛、荡秋千、共振转速计等．(2)防止：由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率与固有频率不相等，而且相差越大越好．如：部队过桥应便步走．4．固有振动、受迫振动、共振的比较振动类型比较内容固有振动受迫振动共振受力情况仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱T＝T固或f＝f固振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆机器运转时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等【典例2】(多选)有甲、乙、丙三个质量相同的单摆，它们的固有频率分别为f、4f、6f，都在频率为4f 的同一驱动力作用下做受迫振动，比较这三个单摆( )A．乙的振幅最大，丙的其次，甲的最小B．乙的振幅最大，甲的其次，丙的最小C．它们的振动频率都是4fD．乙的振动频率是4f，甲和丙的振动频率分别是固有频率和驱动频率的合成分层提分题组A 基础过关练一、单选题1．在如图所示的振动图像中，在1~3 s的时间范围内，下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是（）A．1.2 s B．2.0 sC．2.5 s D．3.0 s2．如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等。

受迫振动共振【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是阻尼振动，阻尼振动的图像的特点。

2．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。

3．知道什么是共振以及发生共振的条件。

能够解释共振的应用和防止的实例。

二、过程与方法1．设置问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。

2．探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。

3．经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。

三、情感态度与价值观1．通过受迫振动的实验，培养学生的科学探究的兴趣。

2．通过探究实验培养合作精神和积极参与的意识。

3．体会自然现象背后的奇妙规律，培养求知欲极学以致用的精神。

【教学重点】受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，共振。

【教学难点】受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系。

【教学过程】一、新课导入教师引导学生通过观看“塔科马大桥垮塌”和歌手唱歌震碎玻璃杯视频，引起学生探究现象背后的秘密的欲望。

秘密需要我们用所学的知识来揭开，我们已经学过简谐振动的两种模型。

二、新课教学做简谐运动的物体受到的回复力，是振动系统内部的相互作用力。

如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率。

我们知道系统的固有频率由系统本身的特征决定，与振幅的大小无关。

简谐振动是理想化的运动，不考虑阻力，机械能守恒。

但实际上所有的振动都会受到阻力，我们荡秋千时会发生什么现象？演示实验：水平弹簧振子做振幅逐渐减小的振动。

师：这种由于能量的损失导致的振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。

（一）阻尼振动1．振幅随时间逐渐减小的振动叫阻尼振动。

同学们能不能参照用砂摆作简谐振动图像的实验，画出阻尼振动的振动图像？2．阻尼振动的x-t图象我们用传感器做出弹簧振子的阻尼振动图像，请与自己的图像比较并总结图像特点：根据图象我们可以看出阻尼振动的特点是什么？阻尼振动特点：①振幅减小，表示机械能减小；②最终会停止振动。