高中物理(新教材)選修1課件2：2 6 受迫振動 共振 人教版

6受迫振動共振1．單擺的理想化模型：

在細(xì)線的一端拴上一個小球，另一端固定在懸點(diǎn)上，如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不計，球的直徑比線長短得多。2．單擺運(yùn)動的性質(zhì)：在擺角

<10°的條件下，單擺的振動可看作簡諧振動。3．單擺振動的周期單擺周期與擺長和重力加速度有關(guān)，與振幅和質(zhì)量無關(guān)。4．振動的能量與什么有關(guān)？振幅越大，振動的能量越大內(nèi)容回顧閱讀P18回答下列問題：1．什么是系統(tǒng)的內(nèi)力和外力？做簡諧運(yùn)動的物體受到的回復(fù)力屬于什么力？2．什么是固有頻率、固有周期？振動系統(tǒng)不受外力作用的振動固有振動：固有周期：固有振動的周期固有頻率：固有振動的頻率回復(fù)力是振動系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力一、固有周期和固有頻率定義：振動系統(tǒng)不受外力的作用，此時的振動叫做固有振動，其振動頻率稱為固有頻率。條件：在振動方向只受回復(fù)力作用能量：機(jī)械能守恒圖像：振幅不變現(xiàn)實生活中是否存在簡諧運(yùn)動？當(dāng)系統(tǒng)受到阻力的作用時，我們說振動受到了阻尼。條件：受到阻力能量：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能圖象：振幅逐漸減小1.阻尼振動：振幅逐漸減小的振動，簡諧運(yùn)動是一個等幅振動。2.阻尼振動的圖象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。4.實際的自由振動一定是阻尼振動二、阻尼振動

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(jī)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？思考與討論1TTT振動周期與振幅無關(guān)，故阻尼振動中周期和頻率不變！

在實際振動中，為了不因阻尼的存在而使振動停止，我們通常給系統(tǒng)加一個周期性的外力，來補(bǔ)償系統(tǒng)的機(jī)械能量的損失，使系統(tǒng)持續(xù)的振動下去。思考與討論2

怎樣才能使受阻尼作用的振動物體的振幅不變，且一直振動下去呢？

在實際振動中，為了不因阻尼的存在而使振動停止，我們通常給系統(tǒng)加一個周期性的外力，來補(bǔ)償系統(tǒng)的機(jī)械能量的損失，使系統(tǒng)持續(xù)的振動下去。思考與討論2

怎樣才能使受阻尼作用的振動物體的振幅不變，且一直振動下去呢？請舉出你所知道的受迫振動的例子振針針頭三、受迫振動1．驅(qū)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(qū)動力作用下的振動受迫振動的(周期)頻率與什么因素有關(guān)？研究表明：物體在外力驅(qū)動下振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于外力驅(qū)動的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān)。思考與討論3

物體做受迫振動的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢?受迫振動中，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。橫軸：表示驅(qū)動力的頻率縱軸：表示受迫振動的振幅圖象的意義：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1．定義：驅(qū)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。2．共振曲線圖象特點(diǎn)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、共振生活中的共振現(xiàn)象（1）生活中的共振現(xiàn)象（1）生活中的共振現(xiàn)象（2）

在實際生活中要利用共振時必須采取什么措施？防止呢？1．利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于物體的固有頻率。2．在防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與振動物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。思考與討論4自由振動、受迫振動、共振的區(qū)別2．受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動3．系統(tǒng)做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)4．驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。5．利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動系統(tǒng)的固有頻率；防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不同，而且相差越大越好．1．阻尼振動：振幅越來越小的振動課堂小結(jié)1．下列各種振動中，不是受迫振動的是(

)

A．敲擊后的鑼面的振動

B．縫紉機(jī)針的振動

C．人挑擔(dān)子時，擔(dān)子上下振動

D．蜻蜓蝴蝶翅膀的振動

課堂練習(xí)Ａ2．一洗衣機(jī)脫水桶在正常工作時非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)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(

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A．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大

B．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小

C．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率

D．當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇烈時，脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率ＡD3．如圖所示為單擺做受迫振動時的共振曲線，從圖可知該單擺振動的固有頻率為____Hz，在驅(qū)動力的頻率由0.4Hz增大加0.6Hz的過程中，單擺振動的振幅變化情況是______________,其擺長是____.(g=10m/s2)

先增大后減小0.50.51m備用工具&資料2．一洗衣機(jī)脫水桶在正常工作時非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)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(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大

B．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小

C．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率

D．當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇烈時，脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率ＡD2．受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動3．系統(tǒng)做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)4．驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。5．利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動系統(tǒng)的固有頻率；防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不同，而且相差越大越好．1．阻尼振動：振幅越來越小的振動課堂小結(jié)閱讀P18回答下列問題：1．什么是系統(tǒng)的內(nèi)力和外力？做簡諧運(yùn)動的物體受到的回復(fù)力屬于什么力？2．什么是固有頻率、固有周期？振動系統(tǒng)不受外力作用的振動固有振動：固有周期：固有振動的周期固有頻率：固有振動的頻率回復(fù)力是振動系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力一、固有周期和固有頻率1.阻尼振動：振幅逐漸減小的振動，簡諧運(yùn)動是一個等幅振動。2.阻尼振動的圖象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。4