相位 简谐运动的能量.ppt

第五节　相位(略) 第六节　简谐运动的能量　阻尼振动 第七节　受迫振动　共振;目标概览 学习目标：1.知道简谐运动能量大小的决定因素，知道阻尼振动的概念． 2．知道受迫振动的概念，知道受迫振动频率的决定条件及共振现象，知道声音的共鸣现象． 3．知道如何利用和防止共振． 重点难点：1.重点：简谐运动中机械能的转化和守恒，受迫振动及共振的条件． 2．难点：对受迫振动频率的认识． 学法指导：通过对受迫振动及共振的分析，把握物理量的决定因素，体会振动中的能量转化．; ;基础知识梳理;弹簧振子和单摆是在弹力或重力的作用下发生振动的，如果不考虑摩擦和空气阻力，只有弹力或重力做功，那么振动系统的______守恒．振动系统的机械能跟____有关，____越大，机械能就越大． 思考 1.振动系统的能量越大，振动的越快，这种说法对吗？ 【思考·提示】　1.不对．;二、阻尼振动 1．定义：振幅________的振动，叫做阻尼振动． 2．阻尼振动的图象如图9－5－1所示． 3．阻尼振动的振幅减小的快慢跟________有关，____越大，振幅减小得____，振动停下来也越快．;三、受迫振动 1．驱动力：作用在振动系统上的_______外力叫做驱动力． 2.受迫振动：物体在__________作用下的振动叫做受迫振动． 3．受迫振动的频率 物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于_______的频率，跟物体的________无关． 思考 2.简谐运动的周期为T，动能和势能转化的周期是多少？;四、共振 1．受迫振动的振幅A与驱动力的频率f的关系 驱动力频率f____振动物体的固有频率f′时，振幅最大；驱动力的频率f跟固有频率f′相差越大，振幅____． 2．共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振． 3．声音的共鸣：______________通常叫做共鸣．;一、理解阻尼振动和无阻尼振动 1．阻尼振动(减幅振动)：振动物体克服摩擦力和其他阻力做了功，它自己的能量逐渐减小，振幅也随着变小． 2．无阻尼振动(等幅振动)：振动物体从外界获取能量，恰好补偿了它的能量损耗，这时它的振幅将保持不变，称为无阻尼振动，如时钟上钟摆的振动．;3．物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的频率仍由自身结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化，用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，但音调不变，就是一个实例． 要注意区分阻尼振动和无阻尼振动(见下表).;二、自由振动、受迫振动、共振;特别提醒 1.自由振动：江山易改，本性难移． 2．受迫振动：受人控制，身不由己． 3．共振：兴趣相同，积极表现．　　;三、对共振曲线的理解 1．理解两轴意义： 纵轴：受迫振动的振幅；如图9－5－2所示． 横轴：驱动力的频率． 2．f′的意义：固有频率． 图9－5－2;3．认识曲线形状，f＝f′，共振，振幅最大；ff′或ff′，相差越大，振幅越小． 特别提醒 处理如何应用和防止共振，要联系受迫振动的振幅与驱动力的关系，两频率越接近振幅越大，应用共振时让两频率接近，防止则远离．;即时应用 如图9－5－3所示简谐运动的图象，在0t4 s的时间范围内，振动物体势能最大的时刻是______；振动物体动能最大的时刻是______． 图9－5－3;解析：在简谐运动中，振动物体的位移越大，其势能越大，位移越小，势能越小，动能越大．根据图象找出位移最大、最小的时刻即可．所以势能最大的时刻为t＝1 s、t＝3 s两个时刻，动能最大的时刻为t＝2 s. 答案：1 s和3 s　2 s;课堂互动讲练;A．摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能 B．摆球在A时刻的势能等于B时刻的势能 C．摆球在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D．摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能;【解析】　由于振幅逐渐减小，故摆球的机械能逐渐减小，选项C错误，D正确． 摆球的势能是由摆球相对于零势能点的高度h和摆球的质量m共同决定的，Ep＝mgh.单摆摆球的质量是定值，由于A、B两时刻摆球的位移相同，故这两个时刻摆球相对于零势能点的高度相同，势能也相同，选项B正确．;由于A时刻的机械能大于B时刻的机械能，而A、B两时刻势能相等，故A时刻的动能大于B时刻的动能，选项A错误．所以，选项B、D正确． 【答案】　BD 【思维升华】　振幅的大小表征一个振动系统总机械能的大小，当振动过程有介质阻力做功时，机械能减少并转化为内能，故振幅减小．阻尼振动的过程中动能或势能在一段时间内可以是增大的．;受迫振动和共振;A．B摆振动的振幅最大 B．E摆振动的振幅最大 C．C摆振动周期为T D．A摆振动周期大于T;【解析】　这是一个受迫振动的问题，由D摆提供驱动力，提供A、B、C、E摆振动的能量，A、B、C、E摆做受迫振动，其振动的频率