高中人教物理選擇性必修一第2章第6節(jié)受迫振動 共振課件

1、受迫振動 共振人教版 選擇性必修1新知導入“洗”是古代盥洗用的臉盆，多用青銅鑄成，現(xiàn)代亦有許多仿制的工藝品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就會發(fā)出嗡嗡聲，到一定節(jié)奏時還會濺起層層水花。這是為什么?新知講解一、固有周期和固有頻率固有周期：固有振動的周期T0固有振動：振動系統(tǒng)不受外力作用的振動物體的振動周期與頻率由振動物體本身性質決定的，與振幅無關。如：彈簧振子: 固有頻率：固有振動的頻率f0單擺：新知講解二、阻尼振動1、演示2、阻尼振動：振幅逐漸減小的振動3、阻尼振動的圖像：4、振動系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。5、實際的自由振動一定是阻尼振動新知講

2、解三、受迫振動1、驅動力： 作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動： 系統(tǒng)在驅動力作用下的振動3、受迫振動的特點： 受迫振動的頻率總等于驅動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關。用什么方法才能得到持續(xù)的振動呢？新知講解四、共 振1、共振曲線2、共振驅動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。 驅動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。當驅動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？新知講解五、共振的防止和應用1、防止：使驅動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。2、應用：使驅動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率。共振現(xiàn)象在生活中

3、有哪些應用？課堂練習1、(多選)下列關于共振和防止共振的說法,正確的是 ()A.共振現(xiàn)象總是有害的,所以要避免共振現(xiàn)象發(fā)生B.隊伍過橋要慢行是為了不產生周期性的驅動力,從而避免產生共振C.火車過橋慢行是為了使驅動力的頻率遠小于橋的固有頻率,從而避免產生共振D.利用共振時,應使驅動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率;防止共振危害時,應使驅動力的頻率遠離振動物體的固有頻率CD新知講解 振動類型比較項目 簡諧運動阻尼振動受迫振動概述產生條件頻率振幅振動圖像 振動能量實例振動圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線振幅逐漸減小的振動振動系統(tǒng)在驅動力作用下的振動不受阻力作用受阻力作用受阻力和驅動力作用固有頻率

4、固有頻率驅動力頻率不變減小大小不確定形狀不確定振動物體的機械能不變機械能逐漸減小驅動力對振動系統(tǒng)做功,補償系統(tǒng)的能量損耗彈簧振子振動,單擺做小角度擺動敲鑼打鼓發(fā)出的聲音越來越弱揚聲器紙盆振動發(fā)聲、鐘擺的擺動課堂練習2、(多選)單擺做阻尼振動的振動圖像如圖所示,下列說法正確的是 ()A.擺球在A時刻的動能等于B時刻的動能B.擺球在A時刻的勢能等于B時刻的勢能C.擺球在A時刻的機械能等于B時刻的機械能D.擺球在A時刻的機械能大于B時刻的機械能解析:在單擺振動過程中,因不斷克服空氣阻力做功使機械能逐漸轉化為內能,故選項C錯誤,選項D正確;雖然單擺總的機械能在逐漸減小,但在振動過程中動能和重力勢能仍在

5、不斷地相互轉化,由于A、B兩時刻,單擺的位移相等,所以重力勢能相等,但動能不相等,故選項A錯誤,選項B正確。BD拓展提高1、(多選)單擺在空氣中做阻尼振動,下列說法正確的是 ()A.振動的機械能逐漸轉化為其他形式的能量B.后一時刻擺球的動能一定比前一時刻小C.后一時刻擺球的勢能一定比前一時刻小D.后一時刻擺球的機械能一定比前一時刻小解析:由于單擺在空氣中做阻尼振動,克服空氣、摩擦阻力做功,使機械能不斷減少而轉化為內能。后一時刻的動能和勢能不一定比前一時刻小,但后一時刻擺球的機械能一定比前一時刻小。AD拓展提高2、(多選)下列說法正確的是( )A.實際的自由振動一定是阻尼振動B.在外力作用下的振

6、動是受迫振動C.阻尼振動的振幅越來越小D.受迫振動穩(wěn)定后的頻率與振動系統(tǒng)自身物理條件無關解析:實際的自由振動,必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量,振幅會逐漸減小,所以必然是阻尼振動,故選項A、C正確;只有在周期性外力(驅動力)作用下的物體所做的振動才是受迫振動,故選項B錯誤;受迫振動穩(wěn)定后的頻率由驅動力的頻率決定,與自身物理條件無關,故選項D正確。ACD拓展提高3、在一根張緊的水平繩上懸掛五個擺,其中A、E的擺長為l,B的擺長為0.5l,C的擺長為1.5l,D的擺長為2l。先使A振動起來,其他各擺隨后也振動起來,則在B、C、D、E四個擺中,振幅最大的是()A.B B.C C.D D.E解析:A

7、振動起來以后,B、C、D、E四個擺均做受迫振動,其中E的擺長與A的擺長相等,即固有周期相等,故E擺滿足共振的條件,其振幅最大。D拓展提高4、(多選)一洗衣機脫水桶在正常工作時非常平穩(wěn),當切斷電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈,然后振動再逐漸減弱。對這一現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.正常工作時,洗衣機脫水桶的運轉頻率比洗衣機的固有頻率大B.正常工作時,洗衣機脫水桶的運轉頻率比洗衣機的固有頻率小C.正常工作時,洗衣機脫水桶的運轉頻率等于洗衣機的固有頻率D.當洗衣機振動最劇烈時,脫水桶的運轉頻率恰好等于洗衣機的固有頻率解析:切斷電源后脫水桶的轉速越來越小,即脫水桶的運轉頻率越來越小。當洗衣機脫水桶正常工作時,非常穩(wěn)定,則正常工作時的頻率大于洗衣機的固有頻率,故選項A正確;當振動最劇烈時,洗衣機發(fā)生了共振,即選項D正確。AD課堂總結外力作用下的振動阻尼振動共振共振產生的條件共振現(xiàn)象的