《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

【情境导入】如图所示，弹簧上端固定，下端挂着一个小球，用手将小球向下拉动一小段距离释放。请思考：

(1)经过一段时间，你会发现小球的振幅有什么变化？为什么会出现这种现象？
(2)在物理学中这种振动现象称为什么？

答案：
(1)小球的振幅逐渐减小，因为小球在振动过程中受到空气阻力作用，振动的能量逐渐减少。
(2)阻尼振动。

【教材梳理】（阅读教材 P54 完成下列填空）
1. 固有振动和固有频率
(1)固有振动：在没有干预的情况下，仅由自身的性质决定的振动。
(2)固有频率(周期)：的频率(周期)。
2. 阻尼振动
(1)定义：振幅随时间逐渐的振动。
(2)能量衰减的两种方式
①由于振动系统受到摩擦阻力的作用，使振动系统的机械能逐渐转化为。
②由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周出去，从而自身机械能减少。

答案： 1.
(1)外力 系统
(2)固有振动 2.
(1)减小
(2)①内能
②辐射

【师生互动】如图所示，一位大人推着小朋友正在荡秋千。
任务 1. 如果大人开始时只推了小朋友一次，使小朋友荡起秋千，以后秋千做什么振动？振幅怎样变化？振动的频率怎样变化？
任务 2. 如果为了保证秋千的振幅不变，每次小朋友荡到最高点时大人就适当用力推一次小朋友，则秋千的振动可看成什么振动？

答案： 任务1.秋千做阻尼振动，振幅越来越小，频率不变。
任务2.秋千的振动可看成无阻尼振动。

例 1（多选）如图是一单摆做阻尼振动的位移—时间图像，比较摆球在 P 与 N 时刻的下列物理量，正确的是（ ）


A.速率 $ v_P ＞ v_N $
B.受到的拉力 $ F_P ＞ F_N $
C.重力势能 $ E_{pP} = E_{pN} $
D.机械能 $ E_P ＜ E_N $

答案： ABC 单摆做阻尼振动，在运动过程中要克服阻力做功，振幅逐渐减小，摆球的机械能逐渐减少，所以摆球在P时刻的机械能大于在N时刻的机械能，摆球的势能是由摆球相对于零势能点的高度h和摆球的质量m共同决定的($E_{p}=mgh$)，单摆摆球的质量是定值，由于P、N两时刻摆球的位移大小相同，故在这两个时刻摆球相对于零势能点的高度相同，重力势能也相同.但由于P时刻的机械能大于N时刻的机械能，所以P时刻的动能大于N时刻的动能，根据动能的表达式$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，可得速率$v_{P}＞v_{N}$，故A、C正确，D错误；由于P、N两时刻摆球的位移大小相同，所以其细线拉力与竖直方向上的夹角也相等，对单摆受力分析，根据牛顿第二定律得$F-mg\cos\theta =m\frac{v^{2}}{l}$，解得受到的拉力$F_{P}＞F_{N}$，故B正确。故选ABC。