受迫振動(dòng)共振課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

2.6受迫振動(dòng)共振人教版：選擇性必修第一冊(cè)

第二章機(jī)械振動(dòng)郴州一中

高二年級(jí)

謝小軍一、回顧：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)固有周期(頻率)T0(f0)：固有振動(dòng)的周期(頻率)。由振動(dòng)物體本身的性質(zhì)（自身結(jié)構(gòu)）決定，與振幅無(wú)關(guān)。彈簧振子：?jiǎn)螖[：均為理想化模型固有振動(dòng)（自由振動(dòng)）：振動(dòng)系統(tǒng)在在沒(méi)有外力干預(yù)的情況下，僅在自身結(jié)構(gòu)影響下的振動(dòng)；二、阻尼振動(dòng)問(wèn)題：阻尼振動(dòng)的x-t圖像？2.原因：受力：受到阻力（外力）能量：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能1.阻尼振動(dòng)：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)。3.阻尼振動(dòng)的圖像4.特點(diǎn)：（1）振幅不斷減少；振動(dòng)中的能量會(huì)損失二、阻尼振動(dòng)（2）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)。二、阻尼振動(dòng)生活中的實(shí)際的振動(dòng)一定有空氣阻力，故是阻尼振動(dòng)用周期性的外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，補(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動(dòng)下去。想一想：用什么辦法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢？二、阻尼振動(dòng)1.驅(qū)動(dòng)力（又叫策動(dòng)力）：

周期性作用于振動(dòng)系統(tǒng)的外力叫做驅(qū)動(dòng)力。2.受迫振動(dòng)：

系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，叫做受迫振動(dòng)。三、受迫振動(dòng)振針三、受迫振動(dòng)生活實(shí)例

思考：受迫振動(dòng)的頻率與什么有關(guān)？3.受迫振動(dòng)的特點(diǎn)：

（1）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)。三、受迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)思考：（1）f迫

與f驅(qū)

的關(guān)系？（2）受迫振動(dòng)的振幅A隨f驅(qū)

的增加有著怎樣的變化關(guān)系？

（2）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。觀察思考并猜想：哪個(gè)擺球的振幅最大？擺長(zhǎng)長(zhǎng)的還是短的？三、受迫振動(dòng)1.定義：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。橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅2.共振曲線：3.受迫振動(dòng)的規(guī)律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。四、共振現(xiàn)象共鳴箱幾乎所有樂(lè)器都利用了共振達(dá)到放大某一頻率，同時(shí)抑制其他頻率聲音的目的。原子和分子的共振能夠制造各種光源（如日光燈、激光），也能制造電子表、原子鐘等。四、共振現(xiàn)象微波爐加熱原理：食物中水分子的振動(dòng)頻率約為2500MHz。微波爐加熱食品時(shí)，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(dòng)，發(fā)生共振，將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而使食物的溫度迅速升高。微波加熱是對(duì)物體內(nèi)部的整體加熱，極大地提高了加熱效率。四、共振現(xiàn)象四、共振現(xiàn)象

1940年，全長(zhǎng)860米的塔柯姆大橋在建成后的4個(gè)月就因風(fēng)共振而倒塌。1831年，一隊(duì)騎兵通過(guò)一座石橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。軍隊(duì)過(guò)橋便步走，火車過(guò)橋慢行。四、共振現(xiàn)象利用共振：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。四、共振現(xiàn)象五.共振的應(yīng)用和防止①共振篩②共鳴箱（1）.共振的應(yīng)用五.共振的應(yīng)用和防止（2）.共振的防止（1）軍隊(duì)、火車過(guò)橋時(shí)要放慢速度.（2）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者在振動(dòng)物體底座加防振墊.（3）裝修劇場(chǎng)、房屋時(shí)使用吸聲材料等。共振現(xiàn)象小結(jié)2、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)3、系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)4、驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。5、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)系統(tǒng)的固有頻率；防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)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(dòng)：振幅越來(lái)越小的振動(dòng)練習(xí):一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系)如圖所示，則()B．此單擺的擺長(zhǎng)約為1mC．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將往右移動(dòng)B練習(xí)（多）某做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定后的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，關(guān)于此受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)下列說(shuō)法正確的是（）A．可能是圖乙中的a點(diǎn) B．可能是圖乙中的b點(diǎn)C．可能是圖乙中的c點(diǎn) D．一定不是圖乙中的c點(diǎn)AD實(shí)踐與拓展

頻率小于20HZ的聲波稱為次聲波。某些次聲波與人體器官頻率接近，容易和人體器官產(chǎn)生共振，對(duì)人體有很強(qiáng)的傷害性，嚴(yán)重可以致人死亡。通過(guò)查閱資料，找出人體器官的固有頻率范圍，并查找是否存在減小或者消除次聲波的方法。

1980年6月30日上午，澳大利亞新南威爾士州北部西·羅克斯附近，就發(fā)生過(guò)成群的巨頭鯨沖上海灘的現(xiàn)象。人們?yōu)楸Ｗo(hù)這些珍貴動(dòng)物，費(fèi)盡九牛二虎之力，企圖把它們拖回海去。可這一切努力都枉費(fèi)心機(jī)，被拖回海里的鯨魚(yú)，又固執(zhí)地沖回海灘。鯨魚(yú)干燥的皮膚上出現(xiàn)了血泡，鮮血不斷從破裂處流出。多數(shù)鯨魚(yú)窒息而死。對(duì)這一系列奇怪的現(xiàn)象，人們進(jìn)行了各種各樣的分析，最后發(fā)現(xiàn)，原來(lái)罪魁禍?zhǔn)资谴温暡ā?/p>

1890年，一艘名叫“馬爾波羅”號(hào)的帆船在從新西蘭駛往英國(guó)的途中，突然神秘地失蹤了。20年后，人們?cè)诨鸬貚u海岸邊發(fā)現(xiàn)了它。奇怪的是：船上的物品都原封不動(dòng)，完好如初，航海日記的字跡仍然依稀可辨，就連那些死去多年的船員，也保持著當(dāng)年的姿勢(shì)。目前的比較合理的解釋是受到了海洋次聲波的傷害。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)阻