受迫振動(dòng)共振-【新教材】人教版高中物理選修第一冊(cè)課件

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受迫振動(dòng)

共振自主閱讀自我檢測(cè)一、固有振動(dòng)和阻尼振動(dòng)1.固有振動(dòng):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期或頻率與

無(wú)關(guān),僅由系統(tǒng)自身的性質(zhì)決定,我們把這種振動(dòng)稱為固有振動(dòng)。

2.固有頻率:物體固有振動(dòng)時(shí)的頻率僅有系統(tǒng)自身的性質(zhì)決定,稱固有頻率。3.阻尼振動(dòng):振幅隨時(shí)間逐漸

的振動(dòng)。

振幅減小自主閱讀自我檢測(cè)二、受迫振動(dòng)和共振1.受迫振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)在

(周期性的外力)作用下的振動(dòng)。

2.受迫振動(dòng)的頻率物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后,物體振動(dòng)的頻率等于__________

的頻率,與物體的固有頻率

。

3.共振:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率

固有頻率時(shí),物體做受迫振動(dòng)的

達(dá)到

值的現(xiàn)象。

4.產(chǎn)生共振的條件驅(qū)動(dòng)力頻率

振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。

驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力無(wú)關(guān)等于振幅最大自主閱讀自我檢測(cè)1.正誤判斷(1)阻尼振動(dòng)是機(jī)械能不斷減小的振動(dòng),它一定不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。(

)(2)單擺的振幅越來(lái)越小,是因?yàn)槠淠芰吭诓粩嘞А?

)(3)在外力作用下的振動(dòng)就是受迫振動(dòng)。(

)√×解析:單擺總能量是守恒的,只是機(jī)械能不斷減小?！两馕?只有在周期性外力(驅(qū)動(dòng)力)的作用下物體所做的振動(dòng)才是受迫振動(dòng)。自主閱讀自我檢測(cè)2.(多選)下列關(guān)于共振和防止共振的說(shuō)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(duì)伍過(guò)橋要慢行是為了不產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力,從而避免產(chǎn)生共振C.火車過(guò)橋慢行是為了使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率,從而避免產(chǎn)生共振D.利用共振時(shí),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;防止共振危害時(shí),應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)物體的固有頻率答案:CD第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)比較簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)情境探究“余音繞梁,三日不絕?！毙稳莞杪暬蛞魳?lè)的優(yōu)美,耐人尋味。但在日常生活中,當(dāng)彈奏結(jié)束后,樂(lè)聲會(huì)越來(lái)越弱,并最終消失,這是為什么呢?

要點(diǎn)提示:由于樂(lè)聲受到空氣的阻尼作用,振幅越來(lái)越小,因此樂(lè)聲也就越來(lái)越弱了。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納

第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)特別提醒阻尼振動(dòng)中振幅雖逐漸減小,但振動(dòng)頻率不會(huì)變化,此頻率稱為固有頻率,由振動(dòng)系統(tǒng)決定。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題1(多選)單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

(

)A.擺球在A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B.擺球在A時(shí)刻的勢(shì)能等于B時(shí)刻的勢(shì)能C.擺球在A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D.擺球在A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能答案:BD

解析: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,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;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)能和重力勢(shì)能仍在不斷地相互轉(zhuǎn)化,由于A、B兩時(shí)刻,單擺的位移相等,所以重力勢(shì)能相等,但動(dòng)能不相等,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

阻尼振動(dòng)及能量變化(1)阻尼振動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:實(shí)際的振動(dòng)都會(huì)受到阻力的作用,是阻尼振動(dòng)。當(dāng)阻力很小時(shí),可以認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。(2)機(jī)械能E等于動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep之和,即E=Ek+Ep,阻尼振動(dòng)中,E減小,但動(dòng)能和勢(shì)能仍相互轉(zhuǎn)化。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練1在如圖所示的振動(dòng)圖像中,在1~3s的時(shí)間范圍內(nèi),下列時(shí)刻振動(dòng)物體的動(dòng)能與勢(shì)能之和最大的是(

)A.1.2s B.2s C.2.5s D.3s答案:A

解析:隨著阻力的作用,機(jī)械能損失越來(lái)越多,故1.2

s時(shí)機(jī)械能最大。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)對(duì)共振和共振曲線的理解情境探究用扁擔(dān)挑水時(shí),有時(shí)桶里的水會(huì)蕩得厲害,并從桶中濺出來(lái),這是為什么?要點(diǎn)提示:人挑水時(shí),通過(guò)扁擔(dān)對(duì)水桶施加周期性的驅(qū)動(dòng)力,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于桶里水的固有頻率時(shí),水發(fā)生共振,水的振動(dòng)就越來(lái)越厲害,就會(huì)從桶中濺出來(lái)。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)知識(shí)歸納1.發(fā)生共振的條件及理解(1)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。(2)對(duì)共振條件的理解①?gòu)氖芰嵌瓤?當(dāng)振動(dòng)物體所受驅(qū)動(dòng)力的方向跟它的運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí),驅(qū)動(dòng)力對(duì)它起加速作用,使它的振幅增大,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),它的每一次作用都使物體的振幅增加,從而振幅達(dá)到最大。②從功能關(guān)系看:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),驅(qū)動(dòng)力始終對(duì)物體做正功,使振動(dòng)能量不斷增加,振幅不斷增大,直到達(dá)到最大值。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.共振曲線及理解如圖所示,共振曲線直觀地反映了物體做受迫振動(dòng)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系。(1)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f偏離固有頻率f0較大時(shí),受迫振動(dòng)的振幅較小。(2)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f等于固有頻率f0時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大。第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)典例剖析例題2如圖所示,在曲柄A上懸掛一個(gè)彈簧振子,如果轉(zhuǎn)動(dòng)搖把C可帶動(dòng)曲軸BAD,用手往下拉振子,再放手使彈簧振子上下振動(dòng),測(cè)得振子在10s內(nèi)完成20次全振動(dòng),然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,當(dāng)轉(zhuǎn)速為

r/min,彈簧振子振動(dòng)最劇烈,穩(wěn)定后的振動(dòng)周期為

s。

解析:振子在10

s內(nèi)完成20次全振動(dòng),故固有頻率為f=2

Hz;當(dāng)受迫振動(dòng)的頻率接近于振子的固有頻率時(shí),會(huì)發(fā)生共振,即彈簧振子振動(dòng)最劇烈,故搖把轉(zhuǎn)速為:n=f=2

r/s=120

r/min;穩(wěn)定后的振動(dòng)周期為T==0.5

s。答案:120

0.5第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)第二章6受迫振動(dòng)共振—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理選修第一冊(cè)課件(共23張PPT)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)規(guī)律方法

共振曲線的特點(diǎn)(1)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體固有頻率時(shí),物體振動(dòng)的振幅最大;(2)當(dāng)固有頻率不等于驅(qū)動(dòng)力頻率時(shí),二者越接近,振幅越大,二者相差越大,振幅越小;(3)共振曲線上除峰值外,其他某一振幅都對(duì)應(yīng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力頻率。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)變式訓(xùn)練2一單擺的共振曲線如圖所示,則該單擺的擺長(zhǎng)約為多少?共振時(shí)擺球的最大速度大小是多少?(g取10m/s2)問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)答案:1m

0.25m/s問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)1.(多選)單擺在空氣中做阻尼振動(dòng),下列說(shuō)法正確的是

(

)A.振動(dòng)的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B.后一時(shí)刻擺球的動(dòng)能一定比前一時(shí)刻小C.后一時(shí)刻擺球的勢(shì)能一定比前一時(shí)刻小D.后一時(shí)刻擺球的機(jī)械能一定比前一時(shí)刻小答案:AD

解析:由于單擺在空氣中做阻尼振動(dòng),克服空氣、摩擦阻力做功,使機(jī)械能不斷減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。后一時(shí)刻的動(dòng)能和勢(shì)能不一定比前一時(shí)刻小,但后一時(shí)刻擺球的機(jī)械能一定比前一時(shí)刻小。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)2.(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A.實(shí)際的自由振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)B.在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)C.阻尼振動(dòng)的振幅越來(lái)越小D.受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)答案:ACD

解析:實(shí)際的自由振動(dòng),必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量,振幅會(huì)逐漸減小,所以必然是阻尼振動(dòng),故選項(xiàng)A、C正確;只有在周期性外力(驅(qū)動(dòng)力)作用下的物體所做的振動(dòng)才是受迫振動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定,與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān),故選項(xiàng)D正確。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)3.在一根張緊的水平繩上懸掛五個(gè)擺,其中A、E的擺長(zhǎng)為l,B的擺長(zhǎng)為0.5l,C的擺長(zhǎng)為1.5l,D的擺長(zhǎng)為2l。先使A振動(dòng)起來(lái),其他各擺隨后也振動(dòng)起來(lái),則在B、C、D、E四個(gè)擺中,振幅最大的是(

)A.B B.C C.D D.E答案:D

解析:A振動(dòng)起來(lái)以后,B、C、D、E四個(gè)擺均做受迫振動(dòng),其中E的擺長(zhǎng)與A的擺長(zhǎng)相等,即固有周期相等,故E擺滿足共振的條件,其振幅最大。問(wèn)題一問(wèn)題二當(dāng)堂檢測(cè)4.(多選)一洗衣機(jī)脫水桶在正常工作時(shí)非常平穩(wěn),當(dāng)切斷電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來(lái)越劇烈,然后振動(dòng)再逐漸減弱。對(duì)這一現(xiàn)象,