資源簡(jiǎn)介

(共23張PPT)
第6節(jié) 受迫振動(dòng) 共振(新授課)
第二章 機(jī)械振動(dòng)
1
振動(dòng)中的能量損失
2
受迫振動(dòng)
3
共振現(xiàn)象及其應(yīng)用
新課引入
“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(huì)發(fā)出嗡嗡聲，到一定節(jié)奏時(shí)還會(huì)濺起層層水花。這是為什么？
觀(guān)看視頻，你能解釋以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？
一：振動(dòng)中的能量損失
思考：現(xiàn)實(shí)生活中是否存在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？若振動(dòng)過(guò)程中存在阻力，它的振幅又發(fā)生如何變化呢？
振動(dòng)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(dòng).
1.阻尼振動(dòng)：
一：振動(dòng)中的能量損失
2.阻尼振動(dòng)的圖像
3.振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)。
阻尼振動(dòng)中，由于存在阻力，振幅不斷減小，故振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能將不斷減少，那么，振動(dòng)系統(tǒng)的周期和頻率也會(huì)發(fā)生變化嗎？
振動(dòng)周期與振幅無(wú)關(guān)，故阻尼振動(dòng)中周期和頻率不變！
T
T
T
一：振動(dòng)中的能量損失
二：受迫振動(dòng)
阻尼振動(dòng)最終要停下來(lái)，那么怎樣才能產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)呢？
最簡(jiǎn)單的方法是使周期性的外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，外力做功，補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損失，使系統(tǒng)的振動(dòng)維持下去。
物體在周期性變化的驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)。
1．定義：
維持受迫振動(dòng)的周期性外力
受迫振動(dòng)的頻率與什么因素有關(guān)呢？
受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。
結(jié)論：
二：受迫振動(dòng)
物體做受迫振動(dòng)的振幅是否也跟它的固有頻率無(wú)關(guān)呢
當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)力的頻率十分接近系統(tǒng)的固有頻率，系統(tǒng)振幅會(huì)很大。
結(jié)論：
二：受迫振動(dòng)
2.受迫振動(dòng)的規(guī)律
3.受迫振動(dòng)實(shí)例
①跳板在人走過(guò)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)
②機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)
③聽(tīng)到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)
④電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)
振針
針頭
受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。
二：受迫振動(dòng)
三：共振現(xiàn)象及其應(yīng)用
觀(guān)察與思考：哪個(gè)擺球的振幅最大？
結(jié)論：驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，振幅最大；驅(qū)動(dòng)力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。
在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。
1、共振的定義
2.共振曲線(xiàn)：
橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率
縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅
三：共振現(xiàn)象及其應(yīng)用
f驅(qū)= f固時(shí)，振幅有最大值；f驅(qū)與 f固差別越大時(shí)，振幅越小。
3.受迫振動(dòng)的規(guī)律
4.共振現(xiàn)象的應(yīng)用與防止
三：共振現(xiàn)象及其應(yīng)用
三：共振現(xiàn)象及其應(yīng)用
利用共振：
應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率；
防止共振：
應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好．
三：共振現(xiàn)象及其應(yīng)用
阻尼振動(dòng)
受迫振動(dòng)
共振
振動(dòng)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(dòng).
受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。
驅(qū)動(dòng)力的頻率f 等于物體的固有頻率f0時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。
課堂小結(jié)
典例探究
考點(diǎn)一：對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與阻尼、受迫振動(dòng)的理解
例1　如圖所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖像．
則擺球a時(shí)刻的動(dòng)能________b時(shí)刻的動(dòng)能，擺球a時(shí)刻的勢(shì)________b時(shí)刻的勢(shì)能．
【答案】大于　等于　
【解析】該題考查阻尼振動(dòng)的圖像以及能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系．在單擺振動(dòng)過(guò)程中，因不斷克服空氣阻力做功使機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；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．由于a、b兩時(shí)刻，單擺的位移相等，所以勢(shì)能相等，但動(dòng)能不相等．
典例探究
變式1　(多選)一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)過(guò)程中 (　　)
A．振幅越來(lái)越小，周期也越來(lái)越小
B．振幅越來(lái)越小，周期不變
C．通過(guò)某一位置時(shí)，機(jī)械能減小
D．機(jī)械能不守恒，周期不變
【答案】BCD
【解析】單擺做阻尼振動(dòng)時(shí)，振幅會(huì)減小，機(jī)械能減小，振動(dòng)周期不變，故B、C、D正確，A錯(cuò)誤．
考點(diǎn)一：對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與阻尼、受迫振動(dòng)的理解
典例探究
考點(diǎn)二：對(duì)共振的理解
例2　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)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15 s；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n＝30 r/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)_______．
典例探究
考點(diǎn)二：對(duì)共振的理解
典例探究
變式2　(2021屆天津一中檢測(cè))如圖所示，在一根張緊的水平繩上掛有5個(gè)單擺，其中b擺球質(zhì)量最大，其余4個(gè)擺球質(zhì)量相等，擺長(zhǎng)關(guān)系為L(zhǎng)c>Lb＝Ld>La>Le，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開(kāi)一微小角度后釋放，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其余各擺均振動(dòng)起來(lái)并達(dá)到穩(wěn)定，下列敘述正確的是
(　　)
A．4個(gè)單擺的周期Tc>Td>Ta>Te
B．4個(gè)單擺的頻率fa＝fc＝fd＝fe
C．4個(gè)單擺的振幅Aa＝Ac＝Ad＝Ae
D．4個(gè)單擺中c擺振幅最大
【答案】B
考點(diǎn)二：對(duì)共振的理解
典例探究
考點(diǎn)二：對(duì)共振的理解
本節(jié)課結(jié)束

展開(kāi)更多......

收起↑