第五节简谐运动的能量学案.doc

第五节 简谐运动的能量 阻尼振动 第六节 受迫振动 共振 一、简谐运动的能量： 1、振子在振动过程中_______能和_______能相互转化，机械能_______。 位置 动能 势能 总能 F F－E E E－G 2、注意：能量的大小和_______有关，和振动系统回复力与位移的__________有关。振幅越大，比例系数越大，___________越大。 二、阻尼振动与无阻尼振动： 1、阻尼振动： 注意：1）振幅减小，______也减小； 2）阻尼振动的周期_________。 2、无阻尼振动： 注意：1）可能是振动系统摩擦和阻力不计，振动能量___________； 2）可能是振动虽有能量损失，但___________，使振动等幅。 三、受迫振动： 1、概念： 1）自由振动： 2）驱动力: 3）受迫振动： 2、特点： 1）物体做受迫振动时的振动频率等于__________，与物体的固有频率__________； 2）物体做受迫振动的振幅与_____________和物体的__________有关，二者相差越小，物体做受迫振动的振幅越大。 四、共振： 1、概念： 2、共振的应用和防止： 利用： 防止： 五、振动的分类： 1、按振动特点分： 2、按形成原因分： 3、按振动振幅分： 说明： 简谐运动必为无阻尼振动（等幅）； 实际的简谐运动必为受迫振动； 实际的自由振动必为阻尼振动； 理想的简谐运动是无阻尼自由振动，实际上不存在。 例题：A、B两个弹簧振子，固有周期分别为f、4f，它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则下列说法中正确的是： A、振子A的振幅较大，振动频率为4f； B、振子B的振幅较大，振动频率为3f； C、振子A的振幅较大，振动频率为3f； D、振子B的振幅较大，振动频率为4f。 练习： 1、如图所示，一根绷紧的绳子系5个单摆，其中a、d摆长相等，原来5个单摆均处于静止。今先使a振动，发现其余4个单摆随之开始振动，以下说法正确的是： A、e的振动周期最大； B、d的振幅最大； C、b、c、d、e都做受迫振动； D、c和b的振动频率相同。 2、火车在铁轨上行驶时，每经过接轨处由于受到振动而使车厢在弹簧上发生上下振动。如果弹簧的固有频率为2Hz，每根铁轨长为12.5m，火车匀速行驶时应避免的速度为 ______ m/s。 3、一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，正确的是： A．振动能逐渐转化为其它形式的能： B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 4.关于振幅，以下说法中正确的是： A．物体振动的振幅越大，振动越强烈 B．一个确定的振动系统，振幅越大振动系统的能量越大 C．振幅越大，物体振动的位移越大 D．振幅越大，物体振动的加速度越大 5、弹簧振子在振动过程中，______能和_____能相互转化；在平衡位置_______能最大；在最大位移处______能大；振幅越小，则振动能越________. 6、单摆的摆长为L，摆球质量为m,振动时最大摆角为θ，则单摆振动的机械能为_____________；摆球在平衡位置时的速率为___________________(设最低点Ep=0)． 7、两个弹簧振子的质量之比为2：1，它们的机械能相等．那么它们通过平衡位置的速率之比_________. 8、弹簧振子在做简谐运动的过程中，正确的是： A. 在平衡位置时它的机械能最大 B．在最大位移时它的弹性势能最大 C．从平衡位置到最大位移处它的动能减小 D. 从最大位移到平衡位置它的动能减小 9、轻弹簧的劲度系数为Ｋ1,外力做的功为W，求： ①弹簧的原长； ②所用外力的大小； ③放手后振动的振幅； ④运动中弹簧长度为L时物体的速度。 10、下列说法中正确的是： A. 某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关 B．某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关 C．某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率 D. 某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动 11、关于共振的防止和利用，应做到： A．利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率 B．利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率 C．防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率 D．防止共振危害时，应使驱动力频率远离振动物体的固有频率 12、下列说法中正确的是 A．实际的自由振动必然是阻尼振动 B．在外力作用下的振动是受迫振动 C．阻尼振动的振幅越来越小 D．受迫振动稳定后的频率与自身条件无关 13、某桥梁的固有频率为7.5 Hz，有大量军队齐步过桥，军人每