§6 简谐运动的能量、阻尼振动.pdfVIP

物理人教大开本、3+X

§6简谐运动的能量、阻尼振动

§7受迫振动、共振

一.教学目的：

1.学习简谐运动的能量、阻尼振动。

2.学习受迫振动、共振的概念。

3.复习归纳全章内容。

二.本周教学内容：

1.作简谐运动的物体能量的变化规律：

只有动能和势能的相互转化、机械能守恒。

*简谐运动是一种理想化的振动。

同一简谐运动能量的大小由振幅大小来确定。

2.阻尼振动：

任何振动实际上都会受到摩擦力的作用，在克服摩擦力做功的过程中机械能逐渐减小，

即振幅逐渐减小，这种振幅逐渐减小的振动称为阻尼振动。

3.受迫振动：

是物体在周期性外力作用下的振动。

其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率。

4.共振：

在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。

产生共振的条件：驱动力的频率和物体的固有频率相等，这时，振幅最大。

5.简谐运动、振幅、周期和频率

物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，且总指向平衡位置的回复力作用下的振动叫

做简谐运动。

简谐运动是最简单、最基本的机械运动。

判断一种机械运动是否是简谐运动即要根据回复力的特点来证明。

6.回复力是根据效果来命名的

重力、弹力、摩擦力都可以提供回复力。

7.振动物体完成一次全振动所需要的时间叫做周期

在单位时间内完成全振动的次数叫频率。

8.简谐运动的图象表示的是位移和时间的对应关系，不是物体振动的轨迹。

9.单摆做简谐运动的周期

【典型例题分析】

[例1]一弹簧振子在AB间简谐振动O为平衡位置，以某一时间作计时起点，经1/4

周期，振子具有正方向的最大加速度，以下几个振动图线中，哪一个正确反映了振子的振动

情况。（以向右为正方向）

ABCD

分析与解答：

以向右为正方向振子具有正方向的最大加速度时，应位于左侧最大位移处，即

时，振子位移为负的最大。时，振子应位于平衡位置，以此为据，符合振子振动情况。

如D

[例2]一质点做简谐振动，其位移与时间的关系曲线，如图所示，已知：

A.质点振动的频率是B.质点振动的振幅是

C.时，质点的速度最大D.时，质点所受的合力为零

分析与解答：

由图示振动图像可知质点振动的周期，故其振动频率是

，振幅是，当时，质点通过平衡位置（位移为零），其速度最大，在

时，质点位于最大位移处，此时回复力最大，质点所受合力不能是零。

∴正确答案B、C

【模拟试题】

1.做简谐运动的物体，在振动过程中，它的动能和势能都做_______的变化。在任意时刻

动能和势能的和就是振动的_______，它跟振幅有关，振幅_______，振动能量越大，在振动

过程中，振动的总能量是_______。

2.阻尼振动的特征是___________，它是由于_______作用，至使_________的结果。

3.物体在________振动是受迫振动，受迫振动的周期等于_______的周期，而与振动系统

的_______无关，当_________相同时，就发生共振。

4.现给出下列四种振动，请在下面空中，填入正确的选项：

A.阻尼振动B.无阻尼振动C.受迫振动D.共振

①荡秋千时，秋千的振动属于_________；②受迫振动中驱动力的频率等于固有频率的

现象称为________；③音叉在长时间的振动时，若取一段不太长的时间观察应看作

________；④一般情况下，浮在水面上的木块上下振动，属于________。

5.下列论述正确的是（）

A.简谐运动是无阻尼振动。

B.振动过程中振动物体受到阻力作用，它的振动一定是阻尼振动。

C.在阻尼振动中，介质阻力越大，振动停止得越快。

D.无阻尼振动的物体在振动过