物理：11.5《外力作用下的振動(dòng)》課件新人教版選修3-4

1、了解阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振的概念掌握發(fā)生共振的條件，了解共振的防止和利用任何實(shí)際振動(dòng)，只在初始時(shí)刻具有一定能量，在阻尼作用下最終會(huì)停下來(lái)，怎樣才能使振動(dòng)持續(xù)不斷地進(jìn)行下去呢？1如果振動(dòng)系統(tǒng)不受的作用，此時(shí)的振動(dòng)叫做固有振動(dòng)，其振動(dòng)頻率稱為2振動(dòng)系統(tǒng)受到阻力作用時(shí)，我們就說(shuō)振動(dòng)受到了，系統(tǒng)克服阻力要做功，消耗，因而減小，最后停下來(lái)3給阻尼振動(dòng)提供的周期性外力叫，系統(tǒng)在作用下的振動(dòng)，叫受迫振動(dòng)受迫振動(dòng)的周期和頻率與無(wú)關(guān)外力固有頻率阻尼機(jī)械能振幅驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力固有周期和固有頻率(1)如果振動(dòng)系統(tǒng)不受外力的作用，此時(shí)的振動(dòng)叫做固有振動(dòng)，其振動(dòng)頻率稱為固有頻率(2)振幅逐漸減小的振動(dòng)，叫做阻尼振動(dòng)(3)

2、對(duì)阻尼振動(dòng)的理解阻尼振動(dòng)振幅減小的快慢跟所受阻尼的大小有關(guān)阻尼越大，振幅減小得越快阻尼振動(dòng)若在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)振幅沒(méi)有明顯的減小，可以把它當(dāng)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)來(lái)處理阻尼振動(dòng)中，在振幅逐漸減小的過(guò)程中，振子的周期如何變化？答案：不變周期與振幅無(wú)關(guān)(1)驅(qū)動(dòng)力：作用于振動(dòng)系統(tǒng)的周期性外力(2)受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)說(shuō)明：驅(qū)動(dòng)力給振動(dòng)系統(tǒng)周期性補(bǔ)充能量，對(duì)系統(tǒng)做功受迫振動(dòng)的頻率就等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而與固有頻率無(wú)關(guān)特別提醒：受迫振動(dòng)中，若周期性的驅(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).振動(dòng)類型比較項(xiàng)目簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)產(chǎn)生條件不

3、受阻力作用受阻力作用受阻力和驅(qū)動(dòng)力作用頻率固有頻率固有頻率驅(qū)動(dòng)力頻率振幅不變減小大小變化不確定振動(dòng)圖象形狀不確定實(shí)例彈簧振子振動(dòng)，單擺做小角度擺動(dòng)敲鑼打鼓發(fā)出的聲音越來(lái)越弱，是因振幅越來(lái)越小揚(yáng)聲器紙盆振動(dòng)發(fā)聲，鐘擺的擺動(dòng)(1)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f等于固有頻率f0時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振(2)共振的應(yīng)用與防止共振的應(yīng)用在應(yīng)用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力頻率接近或等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，振動(dòng)將更劇烈如蕩秋千時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率每次都與蕩秋千的一致，秋千會(huì)越蕩越高，另外如生產(chǎn)、生活中的共振篩、音箱、各種樂(lè)器等都利用了共振的原理共振的防止在防止共振時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相差越大越好當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率容易改

4、變時(shí)，就改變驅(qū)動(dòng)力頻率，以增大驅(qū)動(dòng)力頻率和系統(tǒng)固有頻率的差別，達(dá)到防止共振的目的如部隊(duì)過(guò)橋時(shí)用便步；火車過(guò)橋時(shí)減速；若驅(qū)動(dòng)力不便調(diào)節(jié)，應(yīng)設(shè)法改變物體的固有頻率，如海邊的一些高大建筑，建筑時(shí)使它的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離周圍環(huán)境中常出現(xiàn)的一些驅(qū)動(dòng)力頻率(如海風(fēng))以保護(hù)建筑物特別提醒：受迫振動(dòng)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率有關(guān)共振有利時(shí)盡量讓f接近f0，有害時(shí)盡量讓f遠(yuǎn)離f0.部隊(duì)經(jīng)過(guò)橋梁時(shí)，規(guī)定不許齊步走，登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí)，不許高聲叫堿，主要原因是()A減輕對(duì)橋的壓力，避免產(chǎn)生回聲B減少對(duì)橋、雪山的沖量C避免使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D使橋受到的壓力更不均勻，使登山運(yùn)動(dòng)員耗散能量減少答案：C解析：部隊(duì)過(guò)橋時(shí)如齊

5、步走，給橋梁施加周期性外力，容易使橋的振動(dòng)幅度增加，即發(fā)生共振，造成橋梁倒塌；登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí)高聲叫喊，聲波容易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩，故應(yīng)選C.如圖所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線，下列說(shuō)法中正確的是()A擺球A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B擺球A時(shí)刻的勢(shì)能等于B時(shí)刻的勢(shì)能C擺球A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D擺球A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能解析：本題考查對(duì)阻尼振動(dòng)的綜合認(rèn)識(shí)和從圖象中提取信息的能力單擺做阻尼振動(dòng)，因此其機(jī)械能不斷減小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤；由圖又看出A、B兩時(shí)刻單擺的位移相同，即在同一位置，故勢(shì)能相同，選項(xiàng)B正確；因機(jī)械能越來(lái)越小，所以動(dòng)能B處比A處小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤答案：B

6、D一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小，下列說(shuō)法正確的是()A振動(dòng)的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能C后一時(shí)刻的勢(shì)能一定小于前一時(shí)刻的勢(shì)能D后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能答案：AD解析：?jiǎn)螖[振動(dòng)過(guò)程中，因不斷克服空氣阻力做功使振動(dòng)的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A和D對(duì)；雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能時(shí)，動(dòng)能逐漸減小，勢(shì)能逐漸增大，而勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大所以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢(shì)能)一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢(shì)能)，故B、C不對(duì).如圖所示，在曲軸A上懸掛一個(gè)彈簧振子，如果不轉(zhuǎn)動(dòng)

7、把手B，而用手向下拉振子小球m，放開(kāi)手后，讓小球上下自由振動(dòng)測(cè)得彈簧振子做30次全振動(dòng)所用的時(shí)間是15s；如果勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，也可使彈簧振子上下振動(dòng)若使把手以轉(zhuǎn)速n30r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)彈簧振子的振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，它的振動(dòng)周期是_s若要想使彈簧振子的振幅達(dá)到最大，則把手的轉(zhuǎn)速應(yīng)為_(kāi)r/min.答案：2s,120r/min點(diǎn)評(píng)：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把后，振子做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的周期等于把手轉(zhuǎn)動(dòng)的周期根據(jù)受迫振動(dòng)特征f受迫f(wàn)驅(qū)，有T受迫T驅(qū)為使振子的振幅達(dá)到最大，只要T驅(qū)T固即可如圖所示為一單擺的共振曲線，則該單擺的擺長(zhǎng)為多少？共振時(shí)單擺的振幅是多少？(g10m/s2)答案：1.0cm,10cm解析：由圖象可

8、看出單擺的固有頻率，運(yùn)用周期公式可以求出擺長(zhǎng)由圖象可知：因有頻率f0.5Hz，所以周期T2s.由單擺的周期公式可得：LT2g/422210/43.142m1.0m.由圖象知：?jiǎn)螖[共振的振幅為10cm.洗衣機(jī)在把衣服脫水完畢拔掉電源后，電動(dòng)機(jī)還要轉(zhuǎn)動(dòng)一會(huì)才能停下來(lái)，在拔掉電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先振動(dòng)得比較小，然后有一陣子振動(dòng)得很劇烈，然后振動(dòng)慢慢減小直至停下來(lái)，其間振動(dòng)劇烈的原因是()A洗衣機(jī)沒(méi)放平衡B電動(dòng)機(jī)有一陣子轉(zhuǎn)快了C電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率和洗衣機(jī)的固有頻率相近或相等D這只是一種偶然現(xiàn)象解析：洗衣機(jī)脫水時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很快，頻率很大，可以說(shuō)遠(yuǎn)大于洗衣機(jī)的固有頻率，不能發(fā)生共振現(xiàn)象當(dāng)脫水終止時(shí)，隨著電動(dòng)

9、機(jī)轉(zhuǎn)速的減小，頻率也在減小，肯定有一段時(shí)間，頻率接近或等于洗衣機(jī)的固有頻率，從而發(fā)生共振現(xiàn)象，反應(yīng)在宏觀上就是洗衣機(jī)振動(dòng)劇烈答案：C點(diǎn)評(píng)：這是一道與生活實(shí)際密切聯(lián)系的好題，還有許多這樣的事實(shí)，我們要自己去發(fā)現(xiàn)、去解決某橋梁的固有頻率為7.5 Hz，有大量軍隊(duì)齊步過(guò)橋，軍人每跨一步距離為0.8 m當(dāng)行走速度為_(kāi)m/s時(shí)，會(huì)對(duì)橋的安全造成威脅答案：6解析：設(shè)行走速度為v時(shí)會(huì)對(duì)橋造成威脅，此時(shí)步行頻率等于橋梁的固有頻率，則vLf0.87.5 m/s6 m/s.當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)會(huì)發(fā)生共振； / 聚星娛樂(lè) lpt71hkn 顆天珠居然不見(jiàn)了，后來(lái)我四處搜索，也沒(méi)有找到，但是我的法力也回來(lái)了?！?/p>

10、我那劍捅了幾下白蛇的腹部，并沒(méi)有血，而且那種感覺(jué)很奇怪，說(shuō)不上來(lái)的奇怪。我說(shuō)：“天珠居然不見(jiàn)了，會(huì)不會(huì)九尾已經(jīng)發(fā)現(xiàn)我們了，趁亂的時(shí)候搶了天珠?！鄙缴駬u搖頭說(shuō)：“應(yīng)該不會(huì)，我覺(jué)得另有其妖?！边@一切發(fā)生的太突然了，本來(lái)是要去找那渡劫人和應(yīng)龍的下落的，沒(méi)想到碰上了這么燒腦的事。我無(wú)奈地對(duì)山神說(shuō)：“這件事結(jié)束之后請(qǐng)我吃豬腦，我要好好補(bǔ)補(bǔ)，不下山就要請(qǐng)我吃?！鄙缴裾f(shuō)：“我說(shuō)你們?nèi)祟愒趺催@么重口味，動(dòng)物的腦子都吃，惡不惡心啊”。我白了他一眼說(shuō)：“你是不會(huì)懂得，要不你也來(lái)一個(gè)試試?！鄙缴裣訔壍匕琢宋乙谎?，還是繼續(xù)趕路吧。我邊走邊說(shuō)：“山神，你究竟是什么東西啊?！鄙缴裾f(shuō)：“我是許多鬼怪精靈的合體，山神之所以是

11、山神，就是在山中孕育而生，山中法力高強(qiáng)的鬼怪精靈死后他們的元神是不滅的，它們就會(huì)聚集到大山之中靈力最強(qiáng)的地方互相融合，最后你中有我，我中有他，這需要上萬(wàn)年的時(shí)間才能孕育成一個(gè)雛形，然后慢慢修煉長(zhǎng)大，也就是說(shuō)我的真身是許多動(dòng)物組合在一起的，而我的麒麟在我需要的情況下也會(huì)變換成任何東西，有時(shí)是劍有時(shí)是別的東西，麒麟只是我身體的一部分，但也是一種符號(hào)一種身份的象征，別的妖一看到我衣服上的麒麟就會(huì)明白，我是這座山的神。”我心想，不僅僅是人在進(jìn)化，原來(lái)又比我們進(jìn)化的更高級(jí)的生物真是比比皆是啊。才剛走出去沒(méi)多久，山神突然拉著我神秘地說(shuō)：“我們還得回去那個(gè)洼地。”我嘟著嘴不情愿地說(shuō)：“為什么，不是剛剛才出來(lái)的嗎?！鄙缴裾f(shuō)：“那里正在有新的變化?！闭f(shuō)完我們就已經(jīng)在那個(gè)洼地里了。最近老是忽然之間就變地方，速度之快令我瞠目結(jié)舌，說(shuō)：“你下次換地方可不可以說(shuō)一聲”。山神眉頭緊鎖的看著前面，我也看向他看的地方，那地方已經(jīng)完全不同。白天還只是一片洼地，現(xiàn)在這地方大到一眼望不到邊，周圍被雪山環(huán)繞，從白雪皚皚的山頂?shù)缴侥_下的森林，生長(zhǎng)著各種鮮花和草藥，大小湖泊星羅棋布，青草茂盛，綠樹(shù)成蔭，此時(shí)太陽(yáng)在地平線上露出了一角，在陽(yáng)光的照耀下閃爍著七彩的光芒。這就是傳說(shuō)中的世外桃源啊，我感嘆道。山神說(shuō)：“看你沒(méi)見(jiàn)過(guò)世面那樣，收起你