5 外力作用下的振动
[学科素养与目标要求]
物理观念:1.知道什么是固有振动和阻尼振动,并能从能量的观点给予说明.2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关.3.理解共振的概念,知道常见共振的应用和危害.
科学思维:比较简谐运动、阻尼振动、受迫振动的关系,得到受迫振动频率等于驱动力的频率的结论.
科学探究:通过做受迫振动的实验,使学生了解受迫振动的特点,体会受迫振动的相关概念.
一、固有振动、阻尼振动
1.固有振动和固有频率
(1)固有振动:振动系统在不受外力作用下的振动.
(2)固有频率:固有振动的频率.
2.阻尼振动
(1)阻尼:当振动系统受到阻力的作用时,振动受到了阻尼.
(2)阻尼振动:振幅逐渐减小的振动,如图1所示.
图1
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
(1)定义:系统在驱动力作用下的振动.
(2)受迫振动的频率(周期)
做受迫振动的物体,其振动频率总等于驱动力的频率,与系统的固有频率无关.
三、共振
1.定义
驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做共振.
2.共振曲线(如图2所示)
图2
1.判断下列说法的正误.
(1)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关.( √ )
(2)驱动力频率越大,振幅越大.( × )
(3)共振只有害处没有好处.( × )
(4)做受迫振动的物体一定会发生共振.( × )
(5)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小.( × )
2.A、B两个弹簧振子,A的固有频率为f,B的固有频率为4f,若它们均在频率为f的驱动力作用下做受迫振动,则_____的振幅较大,A的振动频率是_____,B的振动频率是_____.
答案 A f f