鲁科版高中物理选修3-4课件高二：1.4生活中的振动

第4节 生活中的振动

1.知道什么是阻尼振动，了解阻尼振动的图象． 2.知道什么是受迫振动，知道受迫振动的周期取决于驱动力的周期．(重点) 3.知道什么是共振，理解共振产生的条件，了解共振的利用和防止．(重点＋难点)

一、阻尼振动

1．阻力作用下的振动变化：当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼，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：指振幅不断减小的振动．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．

3．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，于是可以把它当作简谐运动来处理．

1．(1)简谐运动是等幅振动．(

)

(2)阻尼振动系统的频率是逐渐减小的．( )

(3)单摆的周期T＝2πlg，根据周期与频率的关系可知f＝1T＝12πgl，则此频率为单摆的固有频率．(

)

提示：(1)√ (2)× (3)√

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：驱动力的频率等于物体的固有频率． (2)特征：共振时，物体振动的振幅最大．

(3)共振曲线：如图所示．

3．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．如音叉共鸣箱、核磁共振仪、转速计、共振筛等．

(2)共振的预防：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．如火车过桥时减速；轮船航行时，常通过改变轮船的航向和速率，使海浪冲击力的频率与轮船的固有频率相差很大，防止船发生共振现象．

2．(1)受迫振动的频率等于系统的固有频率．( )

生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 第4节 生活中的振动

1．阻尼振动的机械能不断减少，主要体现在振幅不断减小。

2．受迫振动是在周期性外力作用下的振动，其振动频率等于周期性驱动力的频率。

3．驱动力的频率越接近物体的固有频率，受迫振动振幅越大；当驱动力频率与物体的固有频率相等时，受迫振动振幅最大，这就是共振。

对应学生用书P12

阻尼振动

[自读教材·抓基础]

1．定义

指振幅不断减小的振动。

2．产生的原因

振动系统克服摩擦力或其他阻力做功，系统的机械能不断减少，振幅不断减小。

3．阻尼振动的振动图像

如图1­4­1所示，振幅越来越小，最后停止振动。

图1­4­1

4．实际应用

实际问题中，如果要求系统很快回到平衡位置，就增大阻力；如果希望物体在某一段时间内的运动接近简谐运动，则应减小阻力。

[跟随名师·解疑难]

阻尼振动和无阻尼振动的比较 生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 振动类型

比较项目 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

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

汽车上的减振器的振动 弹簧振子的振动

[特别提醒]

(1)物体做阻尼振动时，振幅虽然不断减小，但振动的频率仍由振动系统的结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化。例如用力敲锣，由于锣受到阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变。

(2)物体做无阻尼振动，并不一定指它不受阻尼，而是指它在振动过程中振幅保持不变。

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

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．振动过程中，机械能不守恒，周期减小

解析：选B 因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身特点决定的，是不变的，故A、D项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减小，即机械能在减少，所以C项错。

高中物理选修3-4光的偏振

光的偏振

●教课目的

一、知识目标

1. 经过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象 .

2. 认识偏振光和自然光的差别，从光的偏振现象知道光是横波 .

3. 认识平时有到的光多半是偏振光，认识偏振光在生产生活中的一些应用 .

二、能力目标

1. 经过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法 .

2. 经过对光的偏振应用的学习，提升应用知识解决实质问题的能力 .

三、德育目标

经过课外活动察看光的偏振现象培育学生联系实质学习物理的观点和习惯 .

●教课要点

光的偏振实验的察看和剖析 .

●教课难点

光振动与自然光和偏振光的联系 .

●教课方法

经过实验现象使学生认清机械波中横波的偏振现象，再经过机械波与光波的类

比，实现轻松过渡，形成观点明确规律，并在应用中深入知识的理解 .

●教课器具

柔嫩的长绳一根，带有狭缝的木板两块，金饰的弹簧一根，电气石晶体薄片或人造偏振片两片，投影仪 .

●课时安排

1 课时●教课过程一、引入新课 高中物理选修3-4光的偏振

（一）复习横波和纵波的观点

［师］请同学们回想一下机械波一节内容， 举例谈谈什么是横波？什么是纵波？

［生］振动方向和流传方向垂直的波叫横波，颤动水平软绳时产生的波就是横波，振动方向和流传方向一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧流传的波 .

［师］经过前几节课的学习，我们知道光拥有颠簸性，那么光波终究是横波还

是纵波呢？我们先经过一个实验来看看怎么判断一种波是横波仍是纵波 .

（二）偏振现象［演示一］

介绍课本图 20—17 装置，教师演示，指引学生认真察看波传到狭缝时的状况，看波可否经过狭缝传到木板的另一侧 .

［师］请一位同学来表述一下看到的现象 .

［生］对绳上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻挡，能经过狭缝，而当狭缝与振动方向垂直时，波被狭缝挡住，不可以经过狭缝传到木板另一端，对弹簧上形成的纵波，不论狭缝如何搁置，弹簧上疏密相间的波均能顺利经过狭缝流传到木板另一侧 .

1 / 9 2019-2020年高中物理鲁科版选修3-4教学案：第1章 第4节 生活中的振动(含答案)

1．阻尼振动的机械能不断减少，主要体现在振幅不断减小。

2．受迫振动是在周期性外力作用下的振动，其振动频率等于周期性驱动力的频率。

3．驱动力的频率越接近物体的固有频率，受迫振动振幅越大；当驱动力频率与物体的固有频率相等时，受迫振动振幅最大，这就是共振。

对应学生用书P12

阻尼振动

[自读教材·抓基础]

1．定义

指振幅不断减小的振动。

2．产生的原因

振动系统克服摩擦力或其他阻力做功，系统的机械能不断减少，振幅不断减小。

3．阻尼振动的振动图像

如图1-4-1所示，振幅越来越小，最后停止振动。

图1-4-1

4．实际应用

实际问题中，如果要求系统很快回到平衡位置，就增大阻力；如果希望物体在某一段时间内的运动接近简谐运动，则应减小阻力。

[跟随名师·解疑难]

阻尼振动和无阻尼振动的比较

振动类型

比较项目 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 2 / 9 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 汽车上的减振器的振动 弹簧振子的振动

[特别提醒]

(1)物体做阻尼振动时，振幅虽然不断减小，但振动的频率仍由振动系统的结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化。例如用力敲锣，由于锣受到阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变。

(2)物体做无阻尼振动，并不一定指它不受阻尼，而是指它在振动过程中振幅保持不变。

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

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．振动过程中，机械能不守恒，周期减小

解析：选B 因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身特点决定的，是不变的，故A、D项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减小，即机械能在减少，所以C项错。