第二章机械振动学习目标学法指导知识导图预习导学|新知领悟1．固有频率如果振动系统在没有________干预的情况下做简谐振动，周期或频率与振幅无关，仅由系统自身的性质决定，我们把这种振动称为固有振动，其振动频率称为____________．2．受迫振动(1)驱动力：作用于振动系统的________的外力．(2)受迫振动：振动系统在________作用下的振动．(3)受迫振动的频率：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于________的频率，与物体的___________无关．3．阻尼振动(1)阻力作用下的振动当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了________，系统克服________的作用要做功，消耗机械能，因而________减小，最后停下来．(2)阻尼振动振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的________越大，________减小得越快，阻尼振动的图像如图所示，振幅越来越小，最后停止振动．1．阻尼振动的振幅在减小的过程中，频率是否随着减小？2．若物体所做的振动是等幅振动，此物体一定是无阻尼振动吗？(多选)单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小，这是因为()A．单摆做的是阻尼振动B．能量正在逐渐消灭C．动能正在转化为势能D．机械能不守恒【答案】AD【解析】能量不能被消灭，只能发生转化或转移，故B错误；单摆在运动中由于受到空气阻力，要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，转化为内能，由能量守恒定律可知，总能量是守恒的，故C错误，A、D正确．1．共振(1)定义：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体做受迫振动的__________________的现象．(2)条件：驱动力频率________系统的固有频率．(3)特征：共振时受迫振动的________最大．2．共振曲线如图所示．表示受迫振动的________与____________关系图像，图中f0为振动物体的固有频率．1．洗衣机启动和停止时，随着电机转速的变化，有时洗衣机会振动得很厉害，这是什么原因？2．要防止共振，需要采取什么措施？(多选)下列振动，不属于受迫振动的是()A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动B．打点计时器接通电源后，振针的振动C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动【答案】ACD【解析】受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动，故A、C、D都是自由振动，B是受迫振动．1．在需要利用共振时，应使驱动力的频率________或者________振动系统的固有频率．2．在需要防止共振时，应使驱动力的频率与振动系统的固有频率保持一定______．在列队通过桥梁时，为什么不能齐步走？在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害．后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前缘处装一个配重杆的方法，解决了这一问题．在飞机机翼前装配重杆的目的主要是()A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡C．使机翼更加牢固D．改变机翼的固有频率【答案】D【解析】飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振，在飞机机翼前装置配重杆，是为了改变机翼的固有频率，使驱动力的频率远离固有频率．故A、B、C错误，D正确．多维课堂|素养初培生活中会见到阵风吹过树枝，使树枝左右摇摆，一会儿树枝就会停下来，而荡秋千的小朋友在一旁大人的不断推动下不停地摆动．问题(1)树枝的运动是什么运动？(2)秋千的摆动是什么运动？【答案】(1)阻尼振动．(2)受迫振动．1．认识三种振动(1)简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑．(2)阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动．(3)受迫振动是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动．2．简谐运动、阻尼振动与受迫振动的比较特别提醒：(1)阻尼振动的频率：阻尼振动中振幅虽逐渐减小，但振动频率不会变化，此频率称为固有频率，由振动系统决定．(2)阻尼振动与简谐运动的关系：实际的振动都会受到阻力的作用，属于阻尼振动．当阻力很小时，可认为是简谐运动．素养点评：本探究通过对简谐运动、阻尼振动与受迫振动的理解，培养“物理观念”素养．对阻尼振动的理解精练1如图所示是单摆做阻尼振动的振动图像．则摆球a时刻的动能________b时刻的动能，摆球a时刻的势能________b时刻的势能．【答案】大于等于【解析】该题考查阻尼振动的图像以及能量的转化关系．在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化．由于a、b两时刻，单摆的位移相等，所以势能