高二物理受迫振动与共振

受迫振动、共振●本节教材分析本节从功能关系、动力学、运动学等多角度来研究受迫振动及其特例——共振现象.在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.另外，在本节的教学中应注意多举一些共振在实际中的应用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.●教学目标一、知识目标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.二、能力目标1.通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生联系实际，提高观察和分析能力.2.了解共振在实际中的应用和防止，提高理论联系实际的能力.三、德育目标1.通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的观点.2.通过共振产生条件的教学，认识内因和外因的关系.●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.●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.●教学方法1.实验演示，总结归纳得到什么是共振及受迫振动的频率决定于驱动力的频率.2.多媒体演示、举例，了解共振的应用和防止.3.学生讨论，认识共振曲线的物理意义.●教学用具自制投影片、CAI课件、受迫振动演示仪共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、小槌.●教学过程用投影片出示本节课的学习目标：1.知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例.2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关.3.知道什么叫共振，知道共振发生的条件.4.知道共振的应用和防止.学习目标完成过程：一、导入新课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.二、新课教学1.受迫振动(1)演示，用用图1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)通过上述演示分析后，教师总结并板书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.教师对学生进行激励评价，提醒学生要注意多观察生活，并把学到的物理知识联系实际加以应用.(5)多媒体展示几个受迫振动的实例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)教师讲：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还以图1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.共振图过渡引言：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介绍图2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，但是它们摆动的振幅不同，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 ①gl T π2=据和T f 1=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)教师讲：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教师总结并板书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，图2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)多媒体展示几个实例：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.)三、巩固训练1.在张紧的水平绳上挂7个单摆，先让D摆振动起来，其余各摆也随之振动，已知A、D、G三摆的摆长相同，则下列判断正确的是A.7个单摆的固有频率都相同B.稳定后7个单摆的振动频率都相同C.除D摆外，A、G摆的振幅最大D.除D摆外，C、E摆的振幅最大2.下列哪些实例中要应用共振?哪些实例中要防止共振?A.跳水运动员从跳板后端走向前端的过程中B.跳水运动员做起跳动作的“颠板”过程C.轮船在风浪中行驶时D.制作小提琴的音箱时参考答案：1.BC2.应用共振的有：BD；防止共振的有：AC四、小结用实物投影仪进行小结：1.物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动.受迫振动的频率取决于驱动力的频率；2.共振是受迫振动的特殊情况，共振是当驱动力的频率等于物体固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象.3.共振在实际中的应用，往往是利用共振振幅大的特点，但有时也要防止发生共振，避免产生有害后果.五、作业“一”.课本P 178练习七①②“二”.课外小实验：P 178的做一做“三”.思考题1.火车在铁轨上匀速行驶，每根铁轨长12.5cm ，某旅客在小桌上放了一杯水，杯中水晃动的固有频率是2Hz ，当火车行驶速度是多少km/h 时，杯中水的晃动最厉害?2.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2Hz ，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 ，在n 从O 逐渐增大到5转/秒的过程中，振子M 的振幅变化情况将是______，当n =_____转/秒时振幅最大，若转速稳定在5转/秒，M 的振动周期将是______.3.家用洗衣机的甩干机关闭后转速逐渐减小为零的过程中，会发现有一小段时间洗衣机抖动得最厉害.这一现象应如何解释?4.一人荡秋千时脚站在踏板上，两手握紧绳索，先使秋千做微小摆动，然后靠自己的脚踏将秋千荡高，此人脚踏的正确要领是什么?5.如图所示：轮船在大海中航行(图中箭头表示航行方向，遇到横向大风引起的巨浪的冲击而剧烈地左右摇摆，(图中空心箭头表示海浪冲击的方向，实线表示海浪的波峰)为了避免轮船倾覆，应该采取以下哪种措施A.沿原方向加快速度航行B.沿原方向减小速度航行C.按原速率沿图中“之”字形路线航行D.立即停止前进6.一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，测得其振动的固有频率为300Hz ，将它放在两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的频率，能使酒杯碎掉，这是______现象，这时音箱所发出声音的频率为______Hz.参考答案： 1.90km/h 2.先增大后减小;2；0.2s3.洗衣机的固有频率f ０小于甩干机的正常转速n ，关机后，驱动力频率即甩干机转速由n 减为0的过程中总有某一时刻等于f ０，于是发生共振，使洗衣机抖动最厉害.4.秋千向着平衡位置运动时逐渐蹲下，秋千远离平衡位置时慢慢站起.5.C6.共振；300六、板书设计受迫振动1.物体在周期性驱动力作用下的振动；2.特点：稳定后，物体的振动频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关.共振1.在受迫振动下，当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振.2.条件：f 驱＝ｆ固3.利用共振需使ｆ驱靠近或等于f 固；要避免共振需使f 驱远离f 固.。

高二物理受迫振动和共振试题答案及解析1.如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，图乙是这列波中质点P 的振动图线，该波的传播速度为_______m/s；图甲中Q点（坐标为x＝2.25 m处的点）的振动方程为________．【答案】0.5 y＝0.2cos (πt) cm【解析】由甲图知波长等于1.0m，乙图知周期等于2s，所以传播速度；由图知，在t=0时刻，Q点处于波峰的位置，所以振动方程为y＝0.2cos (πt) cm【考点】本题考查机械波、机械振动2.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()．固固C．50 Hz<f固<60 Hz D．以上三项都不对【答案】C【解析】从图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大．并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢．比较各组数据知f驱在50Hz～60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50 Hz<f固<60 Hz，即C选项正确．3.某振动系统的固有频率为f，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<f时，该振动系统的振幅随f增大而减小B．当f>f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fD．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f【答案】BD【解析】受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大。

A、当f=f0时，系统达到共振，振幅最大，故f＜f0时，随f的增大，振幅振大，故A错误；B、当f＞f0时，随f的减小，驱动力的频率接近固有频率，故该振动系统的振幅增大，故B正确；C、该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，故C错误；D、系统的振动稳定后，系统的振动频率等于驱动力的频率，故振动频率等于f，故D正确；故选BD。

高二物理受迫振动和共振试题答案及解析1.两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz 的驱动力作用下做受迫振动，则（选填“甲”或“乙”）的振幅较大，振动频率是Hz。

【答案】乙；300Hz。

【解析】由于当驱动力作用的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，由于乙的固有频率与受迫的驱动力的频率接近，故乙的振幅较大；振动频率与驱力的频率是相等的。

【考点】受迫振动。

2.如图所示，在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，让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz；然后以60r/min的转速匀速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为（）A．0.25s B．0.5 s C．1 s D．2s【答案】 C【解析】试题分析: 匀速转动摇把，转速为60r/min，故转动频率为：f =60r/min=1r/s=1Hz，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故振子振动稳定后它的振动为1Hz，故周期为1s；故C正确，ABD错误。

【考点】产生共振的条件及其应用3.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2 Hz.然后匀速转动摇把，转速为240 r/min，当振子振动稳定时，它们振动周期为()．A．0.5 s B．0.25 s C．2 s D．4 s【答案】B【解析】匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期跟把手转动的周期是相同的，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，与原自由上下振动的频率无关．摇把匀速转动的转速为240 r/min＝4 r/s.角速度ω＝8π rad/s，所以驱动力的周期T＝＝0.25 s.4.两个弹簧振子，甲的固有频率是200 Hz，乙的固有频率是310 Hz，若它们均在频率是300 Hz 的驱动力作用下做受迫振动，则振动稳定后()．A．甲的振幅较大，振动频率是200 HzB．乙的振幅较大，振动频率是300 HzC．甲的振幅较大，振动频率是300 HzD．乙的振幅较大，振动频率是310 Hz【答案】B【解析】振动稳定后，受迫振动的频率等于驱动力频率，选项A、D错；由于乙的固有频率更接近驱动力频率，所以乙的振幅较大，选项B对、C错．5.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图(甲)所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图(乙)所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周到稳定时，砝码的振动图线如图(丙)所示．若用T期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（）A．由图线可知T="4" sB．由图线可知T="8" sC．当T在4 s附近时，y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，y很小D．当T在8 s附近时，y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，y很小【答案】AC="4" s，选项A正确、B错误。

高二年级物理必修三知识点归纳（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种类型的教育资料，如幼儿教案、音乐教案、语文教案、知识梳理、英语教案、物理教案、化学教案、政治教案、历史教案、其他范文等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor.I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, this store provides various types of educational materials for everyone, such as preschool lesson plans, music lesson plans, Chinese lesson plans, knowledge review, English lesson plans, physics lesson plans, chemistry lesson plans, political lesson plans, history lesson plans, and other sample texts. If you want to learn about different data formats and writing methods, please stay tuned!高二年级物理必修三知识点归纳本店铺为各位同学整理了《高二年级物理必修三知识点归纳》，希望对你的学习有所帮助！1.高二年级物理必修三知识点归纳篇一受迫振动和共振物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。

嘴哆市安排阳光实验学校高二物理选修3-4 受迫振动共振【教学目标】一、知识与技能1、掌握阻尼振动的概念，知道阻尼振动中的能量转化的情况；2、知道在什么情况下可以把实际的振动看作简谐运动；3、知道受迫振动和共振的概念；特点以及它们的区别和共同点；4、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率；与固有频率不同；5、知道发生共振的条件；知道共振的应用和防止的实例。

二、过程与方法1、通过再现实际振动情景，让学生知道实际的振动一般是阻尼振动2、通过实际演示，总结归纳得到受迫振动的频率决定于驱动力的频率；3、通过演示、举例，了解什么是共振, 并大致画出共振曲线，认识共振曲线的物理意义。

4、了解共振的应用和防止。

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。

【教学重点、难点】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。

【教学用具】CAI课件、受迫振动演示仪、共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、小槌。

【教学过程】一、创设情境，了解受迫振动我们刚刚学过了弹簧振子和单摆。

在忽略到它们所受的空气阻力和摩擦力时，系统的机械能守恒，它们会以不变的振幅永不停息地振动下去。

这种振动我们称为等幅振动。

但是实际情况下这两种振子在振动过程中，肯定是要受到空气阻力的作用，因此它们的振幅会越来越小，最后静止振动。

这类振动我们称为阻尼振动。

提问：是不是所有的振动，只要有空气阻力存在，它们的振动都会越来越慢，最终停止的呢？（稍作停顿，让学生思考）通过两个实例来帮助学生思考：事例一：机械钟摆在摆动过程中，虽然受空气阻力，但是我们只要定期给这座钟上发条，它会不会停下来？事例二：如果一个人坐在秋千上玩，那秋千荡了一会就会停下来，那是因为秋千在荡的过程中要受到空气阻力的作用。