2.5 生活中的振動(dòng) 課件-2021-2022學(xué)年魯科版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)

第5節(jié)

生活中的振動(dòng)

振動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的模型：彈簧振子，單擺1.阻尼振動(dòng)：振幅逐漸減小的振動(dòng)2.阻尼振動(dòng)的圖像3.振幅減小的快慢跟所受的阻尼有關(guān)，阻尼越大，振幅減小得越快5.實(shí)際的自由振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)4.物體做阻尼振動(dòng)時(shí)頻率不變。二、受迫振動(dòng)與共振1、驅(qū)動(dòng)力作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)受迫振動(dòng)實(shí)例：zxxkw

受迫振動(dòng)的特點(diǎn)

受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。但物體做受迫振動(dòng)的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢?圖象的意義：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)，振幅越小橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅

結(jié)論：受迫振動(dòng)中，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。三、共振的應(yīng)用與防止1、共振定義：驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大的現(xiàn)象f驅(qū)受迫振動(dòng)的振幅f固A共振曲線2、共振曲線噴水魚洗(大約出現(xiàn)于唐代)

摩擦盆的兩耳,由于振動(dòng),盆壁魚嘴處噴起水花,宛如盆底的魚在騰躍嬉戲.聲音的共振現(xiàn)象共鳴箱（在樂器上用的比較多）叫共鳴.軍隊(duì)過橋便步走，火車過橋慢行1831年，一隊(duì)騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。

1940年，美國(guó)的全長(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

在需要利用共振時(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.

在需要防止共振時(shí),應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)物體的固有頻率不同,而且相差越大越好.1、軍隊(duì)或火車過橋時(shí)要便步走或放慢速度2、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速3、在振動(dòng)物體底座加防振墊例1.如圖所示是一個(gè)水平彈簧振子做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖象，曲線上A、B兩點(diǎn)連線與橫軸平行，下列說法正確的是(

)A.振子在A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B.振子在A時(shí)刻的勢(shì)能大于B時(shí)刻的勢(shì)能C.振子在A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D.振子在A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能解析由于彈簧振子做阻尼振動(dòng)，所以A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能，C錯(cuò)，D對(duì)；由于彈簧的彈性勢(shì)能僅與彈簧的形變量(即振子的位移)有關(guān)，A、B時(shí)刻彈簧的形變量相等，故勢(shì)能相等，所以B錯(cuò)；通過上述分析可知振子在A時(shí)刻的動(dòng)能大于B時(shí)刻的動(dòng)能，A錯(cuò).答案D例2.一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動(dòng).勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力，使振子做受迫振動(dòng).把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期.若保持把手不動(dòng)，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖線如圖乙所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，砝碼的振動(dòng)圖線如圖丙所示.若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力的周期，Y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)的振幅，則(

)A.由圖線可知T0＝4s

B.由圖線可知T0＝8sC.當(dāng)T在4s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，Y很小D.當(dāng)T在8s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí)，Y很小解析題圖乙是彈簧振子未加驅(qū)動(dòng)力時(shí)振動(dòng)的圖線，故由題圖乙讀出的周期為其振動(dòng)的固有周期，即T0＝4s.題圖丙是彈簧振子在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)圖線.做受迫振動(dòng)的物體，其振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即T＝8s.當(dāng)固有周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相同時(shí)，其振幅最大.兩周期差別越大，其振動(dòng)振幅越小.由以上分析可知，A、C對(duì).答案AC1、如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個(gè)單擺，讓b擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來，可以發(fā)現(xiàn)（）

A、各擺擺動(dòng)的周期均與b擺相同

B、a擺擺動(dòng)周期最短

C、c擺擺動(dòng)周期最長(zhǎng)

D、c擺振幅最大A課堂練習(xí)2、A、B兩個(gè)彈簧振子,A固有頻率為f,B固有頻率為4f,若它們均在頻率為3f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng),則()A、振子A的振幅較大,振動(dòng)頻率為fB、振子B