新教材 高中物理第二章机械振动6 受迫振动共振课件新人教版选择性必修第一册.pptx

6.受迫振动共振;必备知识·自主学习;;必备知识·自主学习;一、振动中的能量损失

1.固有振动：没有外力干预的情况下的振动，周期或频率与振幅________，仅由________自身的性质决定，我们把这种振动称为固有振动，其振动频率称为________．;2．阻尼振动

(1)定义：振幅随时间逐渐________的振动称为阻尼振动，其振动图像如图所示．

(2)能量衰减的两种方式

①由于振动系统受到摩擦________的作用，使振动系统的机械能逐渐转化为________．

②由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周________出去，从而自身机械能减少．;二、受迫振动

1．驱动力：周期性的________作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的________损耗，使系统的振动维持下去．这种________的外力叫作驱动力．

2．受迫振动：系统在________作用下的振动叫作受迫振动．

3．受迫振动的频率：做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于________的频率，与物体的________无关．;三、共振现象及其应用

1．共振：当驱动力的频率等于________时，物体做受迫振动的振幅达到________值，这种现象称为共振．

2．条件：驱动力频率________物体的固有频率．

3.受迫振动振幅与驱动力频率的关系;4．共振的应用与防止

(1)应用：①共振破碎机②音叉共鸣箱③电磁波接收中的电谐振

(2)防止：在桥梁、码头等各种建筑的设计施工中，以及飞机、汽车、轮船的发动机等机器设备的设计、制造、安装中，都必须考虑防止共振产生的危害，以保证建筑和设备的安全．;【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．

(1)固有频率由系统本身决定．()

(2)阻尼振动的频率不断减小．()

(3)阻尼振动的振幅不断减小．()

(4)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率．()

(5)生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率．()

(6)驱动力的频率等于系统的固有频率时，发生共振现象．()

?;情境思考：

生活中会见到阵风吹过树枝，使树枝左右摇摆，一会儿树枝就会停下来，而荡秋千的小朋友在一旁大人的不断推动下不停地摆动．

(1)树枝的运动是什么运动？

(2)秋千的摆动是什么运动？

提示：(1)阻尼振动(2)受迫振动;关键能力·合作探究;探究点一阻尼振动与受迫振动

探究总结

1.认识三种振动

(1)简谐运动是一种理想化模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑．

(2)阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动．

(3)受迫振动是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动．;2．简谐运动、阻尼振动与受迫振动的比较;;典例示范

例1[2022·陕西铜川一中高二上期中](多选)如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz.现匀速转动摇把，转速为240r/min.则()

A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s

B．当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz

C．当转速增大时，弹簧振子的振幅先增大后减小

D．当转速减小时，弹簧振子的振幅先增大后减小;

【解析】A错，B对：现匀速转动摇把，转速为240r/min，知驱动力的周期T＝0.25s，则f＝4Hz，知振子稳定振动时，它的振动周期为0.25s，振动频率为4Hz.C错，D对：当转速从240r/min减小时，驱动力的频率减小，等于振子的固有频率时，发生共振，故振子的振幅先增大后减小；当转速从240r/min增大时，同理可知，振子的振幅将减小．;针对训练1如图所示，摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L1＝2m，L2＝1.5m，L3＝1m，L4＝0.5m，悬于同一根绷紧的横线上，用一周期为2s的驱动力作用在横线上，使它们做受迫振动，稳定时()

A．摆1的周期最长

B．摆2的振幅最大

C．摆3的振幅最大

D．四个摆的周期不同，但振幅相等;?;针对训练2(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是()

A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能

B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能

C．摆球A时刻的机械能等于C时刻的机械能

D．摆球B时刻的机械能大于C时刻的机械能;探究点二共振

探究总结

1.共振的条件：驱动力的频率等于系统的固有频率．

2．共振现象的特点：发生共振时，振动物体的振幅最大．

如图所示，由共振曲线可知，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小．;

3．共振的防止与应用

(1)防止时，应尽量使驱动力的频率和物体的固有频率不相等，而且相差越