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

2.6

受迫振動

共振第二章機械振動

人教版（2019）選修第一冊1.通過觀察實際生活中的機械振動的特點，得出阻尼振動的概念，通過實驗得出阻力大小與振動的關系。2.通過實驗得出受迫振動的概念，并能夠通過實驗探究得出受迫振動的頻率和振幅的決定因素及特點。3.通過實驗得到共振的概念，能用共振原理解釋實驗現(xiàn)象，并通過實例體會共振的防止與應用，能用辯證的觀點認識共振現(xiàn)象。學習目標

“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，盆就會發(fā)出嗡嗡聲，到一定節(jié)奏時還會濺起層層水花。這是為什么？導入新課1．固有振動⑴定義：如果振動系統(tǒng)不受外力的作用，此時系統(tǒng)的振動叫做固有振動，其振動頻率稱為固有頻率。⑵特點①無外力干預②頻率為固有頻率結論：“周期是固有的”——由系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，與振幅大小無關。一、振動中的能量損失彈簧振子：單擺：考察：彈簧振子和單擺的周期決定因素2．阻尼振動阻尼振動圖像⑴定義：振動中克服摩擦、介質(zhì)阻力做功，機械能減少，導致振幅不斷衰減，直到振動停止，這樣的振動稱為阻尼振動。⑵特點：振幅衰減。針對練習

如圖是一單擺做阻尼振動的位移—時間圖像，比較擺球在M與N時刻的物理量(EpM代表M點重力勢能，EpN代表N點重力勢能)，以下說法正確的是

（

）A.速率vM＝vN

B.受到的拉力FM

>FNC.重力勢能EpM

>EpN

D.機械能EM

<ENB

2.受迫振動⑴定義：1.驅(qū)動力：思考：f迫與哪些因素有關呢？二、受迫振動閱讀課本（P54）思考：用什么方法才能得到持續(xù)的振動呢？使系統(tǒng)振動持續(xù)下去的周期性外力。物體在周期性變化的驅(qū)動力作用下的振動叫做受迫振動。結論：f迫=f驅(qū)，跟f固無關探究：受迫振動的頻率●以較低且穩(wěn)定的頻率轉動搖柄，觀察對比振子振動頻率與搖柄轉動頻率的關系；●改變搖柄轉動頻率再次觀察對比。演示：⑵受迫振動的特點①受力特點：②頻率特點：●跳板在人走過時發(fā)生的振動●機器底座在機器運作時發(fā)生的振動●聽到聲音時耳膜的振動●電磁打點計時器的振針所做的振動思考：請舉出生活中受迫振動的實例阻力驅(qū)動力共存f迫=f驅(qū)，與物體自身的固有頻率無關。思考:在周期性驅(qū)動力作用下的受迫振動，其振幅是否也跟固有頻率無關呢？三、共振現(xiàn)象及其應用演示：●共振擺3.共振曲線1.共振：2.共振的條件實驗總結●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。當f驅(qū)＝f固時，受迫振動的振幅最大，稱共振現(xiàn)象。圖象的意義：f驅(qū)＝f固特殊的受迫振動4.共振現(xiàn)象的應用和防止

思考：應用、防止共振現(xiàn)象應該分別采取怎樣的措施？

應用：

測量發(fā)動機轉速的轉速計發(fā)動機的轉速計原理圖

共振篩

防止：橋梁設計施工防止

共振產(chǎn)生的危害1.如圖所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉動搖把，曲軸可以帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉動搖把，而讓振子自由上下振動，測得其頻率為2Hz，然后勻速轉動搖把，轉速為240r/min，當振子振動穩(wěn)定時，它振動的周期為

()A．0.5sB．0.25sC．2sD．4s課堂評價B2.一根張緊的繩上懸掛著4個單擺，a和d擺長相等，其余各擺擺長不相等，如圖，使d擺開始振動，則其余三擺的振動情況是()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擺的振動周期最小D．a(chǎn)、b、c三擺的振動周期均等于d擺的振動周期ADabcd

3.

如圖所示，是一個單擺的共振曲線。

⑴若單擺所處的環(huán)境重力加速度