高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng) 第4講 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng)課件 教科版選修34

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1、預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義第第4講阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)講阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義目標(biāo)定位1.知道阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng)并能從能量的觀點(diǎn)給予說(shuō)明.2.知道受迫振動(dòng)的概念知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟振動(dòng)物體的固有頻率無(wú)關(guān).3.理解共振的概念,知道常見(jiàn)共振的應(yīng)用和危害預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 一、阻尼振動(dòng) 1阻尼振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中受到_的作用,振動(dòng)逐漸消逝,_逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰?,這種振動(dòng)叫做_振動(dòng) 2自由振動(dòng)(無(wú)阻尼振動(dòng))系統(tǒng)不受外力作用,也不受任何阻力,只在自身_作用下的振動(dòng)阻力阻力 振動(dòng)能量振動(dòng)能量 阻尼阻尼 回復(fù)力回復(fù)力 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課

2、堂講義 3固有頻率:_振動(dòng)的頻率固有頻率由_ _決定想一想阻尼振動(dòng)中,在振幅逐漸減小的過(guò)程中,振子的周期如何變化?答案不變周期與振幅無(wú)關(guān)自由自由 系統(tǒng)本身的系統(tǒng)本身的 特征特征 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 二、受迫振動(dòng) 1驅(qū)動(dòng)力:_的外力 2受迫振動(dòng):系統(tǒng)在_作用下的振動(dòng) 3振動(dòng)穩(wěn)定后受迫振動(dòng)的周期總等于_的周期,受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與物體的固有頻率_關(guān)系 三、共振驅(qū)動(dòng)力的頻率_振動(dòng)物體的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫做_周期性周期性 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力 沒(méi)有沒(méi)有 等于等于 共振共振 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義想一想自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振分別對(duì)應(yīng)的周期(或頻率

3、)是什么?答案自由振動(dòng)對(duì)應(yīng)固有周期(或固有頻率),受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率),而共振對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與固有周期(或頻率)相等預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 四、共振的應(yīng)用和防止在需要利用共振時(shí),應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率_或_振動(dòng)系統(tǒng)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_振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率.接近接近 等于等于 遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 1阻尼振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在阻力的作用下,振幅逐漸減小的振動(dòng)說(shuō)明:阻尼振動(dòng)中振幅雖逐漸減小,但振動(dòng)的頻率不會(huì)變化,此頻率為固有頻率,由振動(dòng)系統(tǒng)決定 2受迫振動(dòng)是指系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)做受迫振動(dòng)的物體的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻

4、率,與物體的固有頻率無(wú)關(guān)說(shuō)明:受迫振動(dòng)中,若周期性的驅(qū)動(dòng)力給系統(tǒng)補(bǔ)充的能量與系統(tǒng)因振動(dòng)阻尼消耗的能量相等,物體做等幅振動(dòng),但此振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)一、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 【例1】(多選)一單擺在空氣中振動(dòng),振幅逐漸減小,下列說(shuō)法中正確的是()A振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能C后一時(shí)刻的勢(shì)能一定小于前一時(shí)刻的勢(shì)能D后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義解析單擺在振動(dòng)過(guò)程中,因不斷克服空氣阻力做功使振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A、D正確;雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小,但在振動(dòng)過(guò)程中

5、動(dòng)能和勢(shì)能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能時(shí),動(dòng)能逐漸減小,勢(shì)能逐漸增大,而勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí),勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐漸增大,所以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢(shì)能)一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能(或勢(shì)能),故B、C錯(cuò)誤答案AD預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義解析受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為1 Hz,選項(xiàng)A正確答案A預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 二、對(duì)共振的理解 1定義物體做受迫振動(dòng)時(shí),當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振 2發(fā)生共振的條件f驅(qū)f固,即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 4共振

6、的防止與利用(1)利用:由共振的條件知,要利用共振,就應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率一致如共振篩、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等(2)防止:由共振曲線可知,在需要防止共振危害時(shí),要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率和固有頻率不相等,而且相差越多越好如:部隊(duì)過(guò)橋應(yīng)便步走說(shuō)明:共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義解析A振動(dòng)起來(lái)后,使得B、C、D、E做受迫振動(dòng),振動(dòng)的頻率都等于A振動(dòng)的頻率,即各擺振動(dòng)的周期都相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;由于D與A的擺長(zhǎng)相差最大,E與A的擺長(zhǎng)相等,所以D的振幅最小,E發(fā)生共振,振幅最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確答案BD預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義 【例4】(多選)如圖4所示一彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系,由圖可知() 圖4A驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí),振子處于共振狀態(tài)B驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí),振子的振動(dòng)頻率為f3C假如讓振子自由振動(dòng),它的頻率為f2D振子做自由振動(dòng)時(shí),頻率可以為f1、f2、f3預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義解析由題圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí),振子的振幅最大,即振子發(fā)生共振現(xiàn)象,故A正確;由共振條件知振子的固有頻率為f2,所以C正確,D錯(cuò)誤;振子做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定,故B正確答案ABC

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