新教材高中物理第2章機(jī)械振動第5節(jié)生活中的振動課件魯科版選擇性

第5節(jié)生活中的振動1.了解固有周期和固有頻率。2.了解阻尼振動,知道振動物體的能量變化情況。3.了解受迫振動,知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與物體的固有頻率無

關(guān)。4.了解共振現(xiàn)象,知道共振現(xiàn)象產(chǎn)生的條件及共振的應(yīng)用和防止。對于一個振動系統(tǒng),若振動物體偏離平衡位置后,僅在①

作用下振動,

這種振動就是自由振動。(1)定義:物理學(xué)中,把②

不斷減小的振動稱為阻尼振動。(2)特點:振動物體克服阻力做功,系統(tǒng)機(jī)械能不斷減小,導(dǎo)致③

不斷減

小,直至停止振動。1|阻尼振動回復(fù)力振幅振幅1.驅(qū)動力:④

的外力。2.受迫振動:在⑤

外力作用下產(chǎn)生的振動。3.受迫振動的周期(或頻率):物體做受迫振動時,振動穩(wěn)定后的周期(或頻率)總等

于⑥

的周期(或頻率),與物體的固有周期(或固有頻率)⑦

。4.共振:當(dāng)驅(qū)動力的周期(或頻率)與物體的固有周期(或固有頻率)⑧

時,受迫振動的⑨

達(dá)到最大,這種現(xiàn)象稱為共振。2|受迫振動與共振1.應(yīng)用:路面⑩

、音叉共鳴箱。2.防止:輪船航行時,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

;集體列隊經(jīng)過橋梁時要

走。3|共振的應(yīng)用與防止周期性周期性驅(qū)動力無關(guān)相等振幅共振破碎機(jī)很大便步1.受迫振動的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。

()判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“?”。2.驅(qū)動力頻率越接近物體的固有頻率,振幅越大。

()3.共振只有害處沒有好處。

()4.做受迫振動的物體一定會發(fā)生共振。

()5.阻尼振動的頻率不隨振幅的減小而改變。

()提示:受迫振動的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。?√?提示:驅(qū)動力的頻率等于做受迫振動的物體的固有頻率時才會發(fā)生共振現(xiàn)象。?√1|受迫振動和共振情境多年前《科學(xué)美國人》雜志曾有一篇報道,描述了這樣一個場景:“她步

履從容地走向舞臺,吐出一串串震撼人心的高音音符,只見香檳酒杯碎了,眼鏡鏡

片碎了,樹枝狀的玻璃裝飾燈炸裂了,她的聲音摧毀了音樂大廳。”此篇報道引

起了各界人士的強(qiáng)烈質(zhì)疑,更有人直呼“這不科學(xué)”。根據(jù)上述內(nèi)容,請思考以

下幾個問題:設(shè)問1.報道中被聲音摧毀的酒杯、鏡片、燈有什么共同的特征?提示:它們的材質(zhì)都是玻璃。2.針對質(zhì)疑,物理學(xué)家指出:“每一塊玻璃都有一個天然的共振頻率,一旦外界擾

動,便可能使玻璃產(chǎn)生大幅度振蕩甚至破碎。”其中“天然的共振頻率”指的是

什么頻率?“大幅度振蕩”指的是什么現(xiàn)象?提示:“天然的共振頻率”指的是玻璃的固有頻率;“大幅度振蕩”指的是共振

現(xiàn)象。

自由振動、受迫振動及共振的比較振動類型自由振動受迫振動共振振動周期或頻率由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定,

即固有周期或固有頻

率由驅(qū)動力的周期或頻

率決定,即T=T驅(qū)或f=f驅(qū)T驅(qū)=T固或f驅(qū)=f固振動能量特點振動物體的機(jī)械能不

變由產(chǎn)生驅(qū)動力的物體

提供振動能量振動物體獲得的能量

最大常見例子彈簧振子或單擺機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時底座發(fā)生

的振動共振篩、聲音的共鳴

對共振曲線的理解(1)兩坐標(biāo)軸的意義縱軸:受迫振動的振幅。橫軸:驅(qū)動力頻率。(2)f0的意義:振動系統(tǒng)的固有頻率。(3)由曲線可看出:f=f0,共振;f>f0或f<f0,振幅較小。f與f0相差越大,振幅越小。(4)結(jié)論:驅(qū)動力的頻率f越接近振動系統(tǒng)的固有頻率f0,受迫振動的振幅越大,反之

振幅越小。2|阻尼振動與簡諧運(yùn)動(無阻尼振動)的比較情境若振動物體不受任何阻力的影響,只在回復(fù)力作用下振動,會永遠(yuǎn)振動下

去。如果振動過程中存在阻力,如圖所示,彈簧振子在水中振動,振幅逐漸減小。

設(shè)問1.理想中的彈簧振子做什么振動?提示:理想中的彈簧振子做自由振動。2.圖中彈簧振子在水中做的是什么振動?提示:振動物體克服水的阻力做功,系統(tǒng)能量逐漸減小,振幅也隨著減小,振幅逐漸

減小的振動是阻尼振動。3.振幅減小的快慢與什么有關(guān)?提示:振幅減小的快慢與阻力大小有關(guān)。阻力越大振幅減小得越快,當(dāng)阻力過大

時,振動不能發(fā)生。拔高問題4.通過觀察水中彈簧振子的振動,你能畫出阻尼振動的圖像嗎?提示:阻尼振動的圖像如圖所示:5.阻尼振動中,振動系統(tǒng)的周期和頻率也會發(fā)生變化嗎?能在你畫的阻尼振動圖

像中標(biāo)出周期嗎?提示:振動周期與振幅無關(guān),故阻尼振動中周期和頻率不變。標(biāo)注如圖所示: