高中物理第一章机械振动第六节受迫振动共振学案(含解析)粤教版.pdfVIP

学必求其心得，业必贵于专精

第六节受迫振动共振

学习目标重点难点

1．能说出什么是受迫

振动，能熟记受迫振

动的频率等于驱动力重点：受迫振动的快

的频率;慢取决于驱动力的频

2．能说出什么是共率，与固有频率无关．

振,熟记发生共振的难点：共振条件的理

条件;解．

3．能说出怎样应用共

振和防止共振．

一、阻尼振动

振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动，也叫减幅振动；简谐运动的

振幅保持不变，叫等幅振动．

二、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,

与系统的固有频率无关，即f＝f

迫驱．

三、共振

1．条件

驱动力频率等于系统的固有频率．

2．特征

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共振时受迫振动的振幅最大．

预习交流

设计一个实验如图所示，一根张紧的水平绳上挂五个摆，其中

A、E摆长相等，D摆摆长最长,B摆最短．

开始时，各摆都静止，让A摆先摆动起来，然后带动其他摆跟

着摆起来．

观察和分析A、B、C、D、E这五个单摆摆动周期的关系，观

察B、C、D、E四个摆在振动过程中振幅的大小关系．

答案：这五个单摆摆动的周期相同,E摆振幅最大,D摆振幅最

小．因为A摆振动起来后，通过张紧的水平绳给其余四个摆施加驱

动力,驱动力的频率等于A摆的固有频率，其余四个摆在驱动力的作

用下做受迫振动，故它们振动的频率都等于驱动力的频率，所以这

五个单摆摆动的周期相同；A、E摆长相等,它们的固有频率相等．故

E摆发生共振，所以E摆振幅最大,D摆摆长和A摆相差最多，两者

的固有频率相差最多，故D摆的振幅最小．

一、受迫振动

1．有的同学认为“阻尼振动就是受迫振动，稳定振动就是自由

振动”，对不对?与同学讨论后说出自己的看法．

答案:阻尼振动是在阻力作用下的振动，受迫振动是在周期性驱

动力作用下的振动，所以两者不是一回事．自由振动是振动系统在

固有周期下的振动，是自由的，不受外力驱动的；而稳定振动是指

振动特征相对稳定的振动，比如受迫振动在稳定后，振动的周期和

频率与驱动力的周期和频率相等．

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2．受迫振动中，若周期性的驱动力给系统补充的能量与系统因

阻尼振动消耗的能量相等，那么物体振动的振幅是否变化？它能否

看成简谐运动？

答案：物体振动的振幅不变，即物体将做等幅振动．振动系统

的总机械能不变，但不是简谐运动，因为简谐运动所受阻力可以忽

略，并且振动的频率等于固有频率,属于自由振动．

3．如图所示，在曲轴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10s内完成20次全振动，振子做什么运动？

其固有周期和频率各是多少？

(2）在振子正常振动过程中，以转速4r/s匀速转动把手，振子

的振动稳定后,振子做什么运动？振动频率为多少？