11[1]5外力作用下的振動學(xué)案(人教版選修3-4)

1、11.5外力作用下的振動學(xué)案課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)1、能從能量角度分析阻尼振動產(chǎn)生原因2、知道受迫振動的概念，利用實驗探究其頻率與驅(qū)動力頻率的關(guān)系二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1 振動叫做阻尼振動2當(dāng)振動系統(tǒng)受到阻力的作用時，系統(tǒng)克服阻力的作用要做功，消耗 ，因而振幅減小，最終停下來。3的振動叫受迫振動。4受迫振動頻率大于/小于/等于驅(qū)動力頻率5當(dāng)時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。三、提出疑惑課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)通過實驗探究共振的產(chǎn)生條件二、學(xué)習(xí)過程1分組討論阻尼振動產(chǎn)生的原因及防止方法2互相合作通過實驗探究受迫振動頻率與驅(qū)動率頻率關(guān)系及共振條件【典型例題】汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的假設(shè)干彈

2、簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k=1.5×105 N/m.汽車開始運動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f=fl為彈簧的壓縮長度.假設(shè)人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為2 Hz，汽車的質(zhì)量為600 kg，每個人的質(zhì)量為70 kg，那么這輛車乘坐幾個人時，人感覺到最難受三、反思總結(jié)四、當(dāng)堂檢測1.鐵路上每根鐵軌長12 m，假設(shè)支持車廂的彈簧固有周期是0.6 s，列車以以下哪一速度行駛時，車廂振動得最厲害 )A.20m/sB.5 m/sC.6 m/s D.12 m/s2.如圖11-5-4所示是一個做阻尼振動的物體的振動圖象，A、B兩點所在直線與橫軸平行.以下說法正確的選項是

3、)圖11-5-4A.物體A時刻的動能等于B時刻的動能B.物體A時刻的勢能等于B時刻的勢能C.物體A時刻的機械能等于B時刻的機械能D.物體A時刻的機械能大于B時刻的機械能3.如圖11-5-5所示，在一根彈性木條上掛幾個擺長不等的單擺，其中A、E的擺長相等，A擺球的質(zhì)量遠大于其他各擺.當(dāng)A擺振動起來后，帶動其余各擺也隨之振動，到達穩(wěn)定后，以下關(guān)于各擺振動的說法正確的選項是 )圖11-5-5A.各擺振動的周期都相等 B.C擺振動的振幅最大C.B、C、D、E四擺中，E擺的振幅最大 D.C擺振動的周期最大4.A、B兩個彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f.假設(shè)它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做

4、受迫振動，那么 )A.A的振幅較大，振動頻率為f B.B的振幅較大，振動頻率為3fC.A的振幅較大，振動頻率為3f D.B的振幅較大，振動頻率為4f5.自由擺動的秋千，擺動的振幅越來越小，以下說法正確的選項是 )A.機械能守恒B.能量正在消失C.總能量守恒，機械能減小 D.只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化課后練習(xí)與提高1圖11-5-6中，兩小球質(zhì)量分別為M和mM>m，懸掛在同一根水平拉緊的繩上，先使M擺動，那么以下說法正確的選項是 )圖11-5-6A.m的擺動周期幾乎與M的周期相等B.m的振幅隨l1長短的改變而改變C.l1=l2時，m有最大振幅D.l1=l2時，m的振幅有可能大于M的振幅2.如圖

5、11-5-7所示，沿波的傳播方向上有間距都為1 m的六個質(zhì)點a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置.一列橫波以1 m/s的速度水平向右傳播，t=0時到達質(zhì)點a，質(zhì)點a開始由平衡位置向上運動.t=1 s時，質(zhì)點a第一次到達最高點，那么在4 s<t<5 s這段時間內(nèi) )圖11-5-7A.質(zhì)點c的加速度逐漸增大 B.質(zhì)點a的速度逐漸增大C.質(zhì)點d向下運動 D.質(zhì)點f保持靜止3.(2022廣東高考)鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運行的列車經(jīng)過軌端接縫處時，車輪就會受到一次沖擊.由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動.

6、普通鋼軌長為12.6 m，列車固有振動周期為0.315 s.以下說法正確的選項是 )A.列車的危險速率為40 m/sB.列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C.列車運行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的D.增加鋼軌的長度有利于列車高速運行4.如圖11-5-8所示為一單擺的共振曲線，該單擺的擺長約為多少共振時單擺的振幅多大共振時擺球的最大速度和最大加速度各為多少g取10 m/s2圖11-5-85.一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，如圖11-5-9所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動.勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動.把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期.假設(shè)保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖11-5-10所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動到達穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖11-5-11所示.假設(shè)用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動到達穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，那么圖11-5-9圖11-5-10圖11-5-11A.由圖線可知T0=4 sB.由圖線可知T0=8 sC.當(dāng)T在4 s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比4 s小得多或大得多時，Y很小D.當(dāng)T在8 s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比8 s