202X學(xué)年高中物理第1章機(jī)械振動(dòng)第4講生活中的振動(dòng)課件魯科版選修3_4

1、第1章第4講生活中的振動(dòng)目標(biāo)定位1.知道什么是阻尼振動(dòng)；知道在什么情況下可以把實(shí)際發(fā)生的振動(dòng)看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).2.知道驅(qū)動(dòng)力、受迫振動(dòng)的概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)受迫振動(dòng)的特點(diǎn).3.知道共振發(fā)生的條件以及應(yīng)用共振和防止共振的事例和方法1 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識(shí)記點(diǎn)撥 2 課堂講義 理解深化探究3對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋欄目索引 CONTENTS PAGE 一、阻尼振動(dòng)振幅不斷 的振動(dòng)二、受迫振動(dòng)與共振1驅(qū)動(dòng)力： 的外力2受迫振動(dòng)：在 作用下產(chǎn)生的振動(dòng)減小周期性周期性外力3物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的周期或頻率總等于 的周期或頻率，與物體的固有周期或頻率4共振：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與物體的固有周期(或固有頻

2、率)時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅到達(dá) ，這種現(xiàn)象叫做共振驅(qū)動(dòng)力無(wú)關(guān)相等最大想一想自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振分別對(duì)應(yīng)的周期(或頻率)是什么？答案自由振動(dòng)對(duì)應(yīng)固有周期(或固有頻率)，受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)，而共振對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與固有周期(或頻率)相等三、共振的應(yīng)用與防止1應(yīng)用： 、魚(yú)洗噴水、核磁共振儀2預(yù)防：集體列隊(duì)經(jīng)過(guò)橋梁要 走、輪船航行時(shí)改變航向和速率使海浪沖擊力的頻率與輪船的固有頻率相差 音叉共鳴箱便步很大一、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)1阻尼振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在阻力的作用下，振幅逐漸減小的振動(dòng)阻尼振動(dòng)中振幅雖逐漸減小，但振動(dòng)的頻率不會(huì)變化，此頻率稱為固有頻率，由振動(dòng)系統(tǒng)決定2受迫振動(dòng)是指

3、系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)做受迫振動(dòng)的物體的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)說(shuō)明：受迫振動(dòng)中，假設(shè)周期性的驅(qū)動(dòng)力給系統(tǒng)補(bǔ)充的能量與系統(tǒng)因振動(dòng)阻尼消耗的能量相等，物體做等幅振動(dòng)，但此振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)例1 一單擺做阻尼振動(dòng)，那么在振動(dòng)過(guò)程中()A振幅越來(lái)越小，周期也越來(lái)越小B振幅越來(lái)越小，周期不變C在振動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變D在振動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能不守恒，周期不變解析因單擺做阻尼振動(dòng)，所以振幅越來(lái)越小，機(jī)械能越來(lái)越小振動(dòng)周期不變，只是比單擺的固有周期大答案BD例2 如圖1所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4 Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振

4、動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)的頻率為1 Hz，那么把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為()A1 HzB3 HzC4 HzD5 Hz圖1解析受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，故把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為1 Hz，選項(xiàng)A正確答案A二、對(duì)共振的理解1定義物體做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振2發(fā)生共振的條件f驅(qū)f固，即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率3共振曲線(如圖2所示)圖24共振的防止與利用(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率一致如共振篩、蕩秋千、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等(2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時(shí)，要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率和固有頻率不相等，而且相差

5、越多越好如：部隊(duì)過(guò)橋應(yīng)便步走說(shuō)明：共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象例3如圖3所示在一根張緊的水平繩上懸掛五個(gè)擺，其中A、E的擺長(zhǎng)為l，B的擺長(zhǎng)為0.5l，C的擺長(zhǎng)為1.5l，D的擺長(zhǎng)為2l，先使A振動(dòng)起來(lái)，其他各擺隨后也振動(dòng)起來(lái)，那么擺球振動(dòng)穩(wěn)定后()AD的振幅一定最大BE的振幅一定最大CB的周期一定最短D四個(gè)擺的周期一樣圖3解析A振動(dòng)起來(lái)后，使得B、C、D、E做受迫振動(dòng)，振動(dòng)的頻率都等于A振動(dòng)的頻率，即各擺振動(dòng)的周期都相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；由于D與A的擺長(zhǎng)相差最大，E與A的擺長(zhǎng)相等，所以D的振幅最小，E發(fā)生共振，振幅最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確答案BD例4如圖4表示一彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)

6、的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，由圖可知()A驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，振子的振動(dòng)頻率為f3C假設(shè)讓振子自由振動(dòng)，它的頻率為f2D振子做自由振動(dòng)時(shí)，頻率可以為f1、f2、f3圖4解析由題圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí)，振子的振幅最大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；由共振條件知振子的固有頻率為f2，所以C正確，D錯(cuò)誤；振子做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，故B正確答案ABC1假設(shè)空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動(dòng)中，總是減小的物理量為()A振幅 B位移C周期 D機(jī)械能對(duì)阻尼振動(dòng)的理解答案AD2如圖5所示是單擺做阻尼運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖線，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()

7、A擺球在P與N時(shí)刻的勢(shì)能相等B擺球在P與N時(shí)刻的動(dòng)能相等C擺球在P與N時(shí)刻的機(jī)械能相等D擺球在P時(shí)刻的機(jī)械能小于N時(shí)刻的機(jī)械能圖5解析由于擺球的勢(shì)能大小由其位移和擺球質(zhì)量共同決定，P、N兩時(shí)刻位移大小一樣，關(guān)于平衡位置對(duì)稱，所以勢(shì)能相等，A正確；由于系統(tǒng)機(jī)械能在減少，P、N勢(shì)能一樣，那么P處動(dòng)能大于N處動(dòng)能，所以B、C、D錯(cuò)故正確答案為A.答案A對(duì)受迫振動(dòng)的理解3如圖6所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)開(kāi)場(chǎng)時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子上下自由振動(dòng)，測(cè)得振動(dòng)頻率為2 Hz，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240 r/min，當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定后，它的振動(dòng)周期為()圖6答案B對(duì)共振的理解4一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系)如圖7所示，那么