【高中物理】受迫振動(dòng) 共振 課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

2.6

受迫振動(dòng)

共振第二章機(jī)械振動(dòng)

人教版（2019）選修第一冊(cè)1.通過(guò)觀察實(shí)際生活中的機(jī)械振動(dòng)的特點(diǎn)，得出阻尼振動(dòng)的概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出阻力大小與振動(dòng)的關(guān)系。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出受迫振動(dòng)的概念，并能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出受迫振動(dòng)的頻率和振幅的決定因素及特點(diǎn)。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到共振的概念，能用共振原理解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并通過(guò)實(shí)例體會(huì)共振的防止與應(yīng)用，能用辯證的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)共振現(xiàn)象。學(xué)習(xí)目標(biāo)

“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？導(dǎo)入新課1．固有振動(dòng)⑴定義：如果振動(dòng)系統(tǒng)不受外力的作用，此時(shí)系統(tǒng)的振動(dòng)叫做固有振動(dòng)，其振動(dòng)頻率稱為固有頻率。⑵特點(diǎn)①無(wú)外力干預(yù)②頻率為固有頻率結(jié)論：“周期是固有的”——由系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，與振幅大小無(wú)關(guān)。一、振動(dòng)中的能量損失彈簧振子：?jiǎn)螖[：考察：彈簧振子和單擺的周期決定因素2．阻尼振動(dòng)阻尼振動(dòng)圖像⑴定義：振動(dòng)中克服摩擦、介質(zhì)阻力做功，機(jī)械能減少，導(dǎo)致振幅不斷衰減，直到振動(dòng)停止，這樣的振動(dòng)稱為阻尼振動(dòng)。⑵特點(diǎn)：振幅衰減。針對(duì)練習(xí)

如圖是一單擺做阻尼振動(dòng)的位移—時(shí)間圖像，比較擺球在M與N時(shí)刻的物理量(EpM代表M點(diǎn)重力勢(shì)能，EpN代表N點(diǎn)重力勢(shì)能)，以下說(shuō)法正確的是

（

）A.速率vM＝vN

B.受到的拉力FM

>FNC.重力勢(shì)能EpM

>EpN

D.機(jī)械能EM

<ENB

2.受迫振動(dòng)⑴定義：1.驅(qū)動(dòng)力：思考：f迫與哪些因素有關(guān)呢？二、受迫振動(dòng)閱讀課本（P54）思考：用什么方法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢？使系統(tǒng)振動(dòng)持續(xù)下去的周期性外力。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)。結(jié)論：f迫=f驅(qū)，跟f固無(wú)關(guān)探究：受迫振動(dòng)的頻率●以較低且穩(wěn)定的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，觀察對(duì)比振子振動(dòng)頻率與搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的關(guān)系；●改變搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)頻率再次觀察對(duì)比。演示：⑵受迫振動(dòng)的特點(diǎn)①受力特點(diǎn)：②頻率特點(diǎn)：●跳板在人走過(guò)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)●機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)作時(shí)發(fā)生的振動(dòng)●聽(tīng)到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)●電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)思考：請(qǐng)舉出生活中受迫振動(dòng)的實(shí)例阻力驅(qū)動(dòng)力共存f迫=f驅(qū)，與物體自身的固有頻率無(wú)關(guān)。思考:在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的受迫振動(dòng)，其振幅是否也跟固有頻率無(wú)關(guān)呢？三、共振現(xiàn)象及其應(yīng)用演示：●共振擺3.共振曲線1.共振：2.共振的條件實(shí)驗(yàn)總結(jié)●f驅(qū)=

f固時(shí)，振幅有最大值?！駀驅(qū)與f固差別越大時(shí)，振幅越小。當(dāng)f驅(qū)＝f固時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，稱共振現(xiàn)象。圖象的意義：f驅(qū)＝f固特殊的受迫振動(dòng)4.共振現(xiàn)象的應(yīng)用和防止

思考：應(yīng)用、防止共振現(xiàn)象應(yīng)該分別采取怎樣的措施？

應(yīng)用：

測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖

共振篩

防止：橋梁設(shè)計(jì)施工防止

共振產(chǎn)生的危害1.如圖所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，而讓振子自由上下振動(dòng)，測(cè)得其頻率為2Hz，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min，當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，它振動(dòng)的周期為

()A．0.5sB．0.25sC．2sD．4s課堂評(píng)價(jià)B2.一根張緊的繩上懸掛著4個(gè)單擺，a和d擺長(zhǎng)相等，其余各擺擺長(zhǎng)不相等，如圖，使d擺開(kāi)始振動(dòng)，則其余三擺的振動(dòng)情況是()A．a(chǎn)擺的振幅最大B．c擺的振幅最大C．c擺的振幅、周期最大，b擺的振動(dòng)周期最小D．a(chǎn)、b、c三擺的振動(dòng)周期均等于d擺的振動(dòng)周期ADabcd

3.

如圖所示，是一個(gè)單擺的共振曲線。

⑴若單擺所處的環(huán)境重力加速度