1、互动课堂疏导引导1.阻尼振动（1）实际的振动过程中，机械能向内能转化是无法避免的，振动过程中机构能不断减小以致振动最终停止.这种振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动.尽管阻尼振动的振幅在减小，但其振动周期不变，因为周期是由振动系统决定的.振动系统确定后，其振动的周期就不变，称为固有周期.（2）阻尼振动和无阻尼振动的区别振动类型比较项目 阻尼振动 无阻尼振动产生条件 受到阻力作用 不受阻力作用振动能量 振动能量有损失 振动能量保持不变振幅 如果没有能量补充，振幅越来越小 振幅不变2.受迫振动（1）驱动力：加在振动系统上的周期性外力，叫做驱动力.（2）受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动叫做受迫振动.（
2、3）振动系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟振动系统的固有频率无关.注意：按振动成因分类，振动有受迫振动和自由振动.像弹簧振子和单摆那样，物体偏离平衡位置后，它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来，而不需要其他外力的推动，这种振动叫做自由振动.3.共振（1）共振：驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象，叫做共振.（2）共振条件：f 驱 =f 固 .从受力角度来看：振动系统所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大.驱动力的频率跟物体的固有频率越接近，使系统振幅增大的力的作用次数就越多；当驱动力频率等于物体的固有频率时，它
3、的每一次作用都使物体的振幅增加，从而振幅达最大.从功能关系来看：当驱动力频率越接近振动系统的固有频率时，驱动力与物体运动一致的次数越多，驱动力对物体做正功越多，振幅就越大.当驱动力频率等于物体固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量，振幅才不再增加.（3）共振曲线：受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图象，叫做共振曲线，如图 11-5-1所示.图 11-5-1当 f=f0 时，受迫振动的振幅最大，由此可知 f0 等于做受迫振动物体的固有频率.活学巧用1.自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是（ ）A.机械能守恒 B
4、.能量正在消失C.总能量守恒，机械能减小 D.只有动能和势能的相互转化思路解析：自由摆动的秋千可以看作阻尼振动的模型，振动系统中的能量转化也不仅是系统内部动能和势能的相互转化.振动系统是一个开放系统，与外界时刻进行能量交换.系统由于受到阻力，因而使振动的能量不断减小，但总能量守恒.答案：C2.如图 11-5-2 所示，在曲轴 A 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：图 11-5-2（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 10 s 内完成 20 次全振动，其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？（2
5、）在振子正常振动过程中，以转速 4 r/s 匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？（3）若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大？为什么？思路解析：（1）据题意：T 固 = = s=0.5 s,f 固 = = Hz=2 Hz.nt201固T15.0由于摩擦和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动.（2）由于把手转动的转速为 4 r/s，它给弹簧振子的驱动力的频率为 f 驱 =4 Hz，周期 T 驱=0.25 s，故振子做受迫振动，振动达稳定状态后，其频率（或周期）等于驱动力的频率（或周期） ，而跟固有频率（或周期）无关，即
6、f=f 驱 =4 Hz，T=T 驱 =0.25 s.（3）要使弹簧振子的振幅最大，处于共振状态，必须使其驱动力的频率 f 驱 等于它的固有频率，即 f 驱 =f 固 =2 Hz，故把手的转速应为 n=2 r/s.答案：（1）0.5 s 2 Hz 阻尼振动 （2）受迫振动 0.25 s (3)2 r/s 原因略3.在图 11-5-3 中，当 A 振动起来后，通过水平绳迫使 B、 C 振动，下列说法中，正确的是（ ）图 11-5-3A.只有 A、C 的振动周期相等 B.A 的振幅比 B 小C.C 振动的振幅比 B 大 D.A、B、 C 的振动周期相等思路解析：A 振动后迫使水平绳振动，水平绳振动再迫使 B、C 振动，所以 B、C 做受迫振动，其振动周期等于驱动力周期，即 A 的自由振动周期，T A=TB=TC= .C 发生共gl2振，B 不发生共振，C 的振幅比 B 大.答案：CD
