物理人教版高中選擇性必修一（2019年新編）2-6受迫振動 共振（課件）

2.6

受迫振動共振第二章機械振動“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？一、簡諧運動物體的振動周期與頻率由振動物體本身的性質(zhì)決定，與振幅無關(guān)。彈簧振子：單擺：均為理想化模型一、固有振動固有振動：振動系統(tǒng)在在沒有外力干預(yù)的情況下，

僅在自身結(jié)構(gòu)影響下的振動；固有周期(頻率)：由自身結(jié)構(gòu)所決定的周期T0(f0)均為理想化模型思考：現(xiàn)實生活中是否存在固有振動？振動中的能量會損失，機械能會減小若振動過程中存在阻力，它的振幅又發(fā)生如何變化呢？1.阻尼振動：振動系統(tǒng)在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐漸減小的振動。生活中的實際的振動一定有空氣阻力，故一定是阻尼振動一、固有振動機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能思考：現(xiàn)實生活中是否存在固有振動？振動中的能量會損失，機械能會減小若振動過程中存在阻力，它的振幅又發(fā)生如何變化呢？1.阻尼振動：振動系統(tǒng)在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐漸減小的振動。一、固有振動生活中的實際的振動一定有空氣阻力，故一定是阻尼振動機械能轉(zhuǎn)化為旁邊介質(zhì)的機械能2.阻尼振動的圖像3.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。振動中的能量會損失二、阻尼振動思考：阻尼振動中，由于存在阻力，振幅不斷減小，故振動系統(tǒng)的機械能將不斷減少，那么，振動系統(tǒng)的周期和頻率也會發(fā)生變化嗎？振動周期與振幅無關(guān)，故阻尼振動中周期和頻率不變！TTT二、阻尼振動單擺：振動中的能量會損失簡諧運動阻尼振動產(chǎn)生條件理想模型，不受阻力受到阻力作用振幅不變減小頻率由系統(tǒng)本身決定頻率不變振動圖像二、阻尼振動簡諧運動與阻尼振動的比較用周期性的外力作用于振動系統(tǒng)，補償系統(tǒng)機械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動下去。想一想：用什么辦法才能得到持續(xù)的振動呢？二、阻尼振動1.驅(qū)動力：

周期性作用于振動系統(tǒng)的外力叫做驅(qū)動力。2.受迫振動：

系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動，叫做受迫振動。3.受迫振動的特點：

受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。三、受迫振動結(jié)論：

驅(qū)動力的頻率等于振動物體的固有頻率時，振幅最大；驅(qū)動力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。觀察與思考：哪個擺球的振幅最大？三、受迫振動1.定義：驅(qū)動力的頻率f等于物體的固有頻率f0時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。橫軸：表示驅(qū)動力的頻率縱軸：表示受迫振動的振幅2.共振曲線：3.受迫振動的規(guī)律f驅(qū)=f固

時，振幅有最大值；f驅(qū)

與

f固差別越大時，振幅越小。四、共振現(xiàn)象四、共振現(xiàn)象利用共振：應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；防止共振：應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。

1940年，全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個月就因風(fēng)共振而倒塌。四、共振現(xiàn)象1831年，一隊騎兵通過一座石橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。軍隊過橋便步走，火車過橋慢行。四、共振現(xiàn)象四、共振現(xiàn)象微波爐加熱原理：食物中水分子的振動頻率約為2500MHz。微波爐加熱食品時，爐內(nèi)產(chǎn)生大致相同頻率的電磁波，也稱為“微波”。使食物中的水分子做受迫振動