高中物理課件：第9章第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)《相位》《簡諧運動的能量》《阻尼振動》（人教版選修3-4）

《高中物理課件：第9章第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)《相位》《簡諧運動的能量》《阻尼振動》（人教版選修3-4）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理課件：第9章第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)《相位》《簡諧運動的能量》《阻尼振動》（人教版選修3-4）（38頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第五節(jié)相位 略 第六節(jié)簡諧運動的能量阻尼振動第七節(jié)受迫振動共振 目標概覽學習目標 1 知道簡諧運動能量大小的決定因素 知道阻尼振動的概念 2 知道受迫振動的概念 知道受迫振動頻率的決定條件及共振現(xiàn)象 知道聲音的共鳴現(xiàn)象 3 知道如何利用和防止共振 重點難點 1 重點 簡諧運動中機械能的轉(zhuǎn)化和守恒 受迫振動及共振的條件 2 難點 對受迫振動頻率的認識 學法指導 通過對受迫振動及共振的分析 把握物理量的決定因素 體會振動中的能量轉(zhuǎn)化 核心要點突破 課堂互動講練 隨堂達標自測 第五節(jié)相位 略 第六節(jié)簡諧運動的能量阻尼振動第七節(jié)受迫振動共振 基礎(chǔ)知識梳理 課時活頁訓練 基礎(chǔ)知識梳理 一 簡諧運動的能量彈簧振子和單擺在振動過程中 和 不斷地發(fā)生轉(zhuǎn)化 在平衡位置時 最大 最小 在位移最大時 最大 為零 在任意時刻動能和勢能的總和就是振動系統(tǒng)的總機械能 動能 勢能 勢能 勢能 動能 動能 彈簧振子和單擺是在彈力或重力的作用下發(fā)生振動的 如果不考慮摩擦和空氣阻力 只有彈力或重力做功 那么振動系統(tǒng)的 守恒 振動系統(tǒng)的機械能跟 有關(guān) 越大 機械能就越大 思考1 振動系統(tǒng)的能量越大 振動的越快 這種說法對嗎 思考 提示 1 不對 機械能 振幅 振幅 二 阻尼振動1 定義 振幅 的振動 叫做阻尼振動 2 阻尼振動的圖象如圖9 5 1所示 3 阻尼振動的振幅減小的快慢跟 有關(guān) 越大 振幅減小得 振動停下來也越快 圖9 5 1 逐漸減小 阻尼大小 阻尼 越快 三 受迫振動1 驅(qū)動力 作用在振動系統(tǒng)上的 外力叫做驅(qū)動力 2 受迫振動 物體在 作用下的振動叫做受迫振動 3 受迫振動的頻率物體做受迫振動時 振動穩(wěn)定后的頻率等于 的頻率 跟物體的 無關(guān) 思考2 簡諧運動的周期為T 動能和勢能轉(zhuǎn)化的周期是多少 周期性 外界驅(qū)動力 驅(qū)動力 固有頻率 四 共振1 受迫振動的振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系驅(qū)動力頻率f 振動物體的固有頻率f 時 振幅最大 驅(qū)動力的頻率f跟固有頻率f 相差越大 振幅 2 共振 驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時 受迫振動的振幅最大 這種現(xiàn)象叫做共振 3 聲音的共鳴 通常叫做共鳴 等于 越小 聲音的共振現(xiàn)象 一 理解阻尼振動和無阻尼振動1 阻尼振動 減幅振動 振動物體克服摩擦力和其他阻力做了功 它自己的能量逐漸減小 振幅也隨著變小 2 無阻尼振動 等幅振動 振動物體從外界獲取能量 恰好補償了它的能量損耗 這時它的振幅將保持不變 稱為無阻尼振動 如時鐘上鐘擺的振動 核心要點突破 3 物體做阻尼振動時 振幅雖不斷減小 但振動的頻率仍由自身結(jié)構(gòu)特點所決定 并不會隨振幅的減小而變化 用力敲鑼 由于鑼受到空氣的阻尼作用 振幅越來越小 但音調(diào)不變 就是一個實例 要注意區(qū)分阻尼振動和無阻尼振動 見下表 二 自由振動 受迫振動 共振 特別提醒1 自由振動 江山易改 本性難移 2 受迫振動 受人控制 身不由己 3 共振 興趣相同 積極表現(xiàn) 三 對共振曲線的理解1 理解兩軸意義 縱軸 受迫振動的振幅 如圖9 5 2所示 橫軸 驅(qū)動力的頻率 2 f 的意義 固有頻率 圖9 5 2 3 認識曲線形狀 f f 共振 振幅最大 f f 或f f 相差越大 振幅越小 特別提醒處理如何應用和防止共振 要聯(lián)系受迫振動的振幅與驅(qū)動力的關(guān)系 兩頻率越接近振幅越大 應用共振時讓兩頻率接近 防止則遠離 即時應用如圖9 5 3所示簡諧運動的圖象 在0 t 4s的時間范圍內(nèi) 振動物體勢能最大的時刻是 振動物體動能最大的時刻是 圖9 5 3 解析 在簡諧運動中 振動物體的位移越大 其勢能越大 位移越小 勢能越小 動能越大 根據(jù)圖象找出位移最大 最小的時刻即可 所以勢能最大的時刻為t 1s t 3s兩個時刻 動能最大的時刻為t 2s 答案 1s和3s2s 課堂互動講練 如圖9 5 4所示是單擺做阻尼振動的振動圖線 下列說法中正確的是 圖9 5 4 A 擺球在A時刻的動能等于B時刻的動能B 擺球在A時刻的勢能等于B時刻的勢能C 擺球在A時刻的機械能等于B時刻的機械能D 擺球在A時刻的機械能大于B時刻的機械能 解析 由于振幅逐漸減小 故擺球的機械能逐漸減小 選項C錯誤 D正確 擺球的勢能是由擺球相對于零勢能點的高度h和擺球的質(zhì)量m共同決定的 Ep mgh 單擺擺球的質(zhì)量是定值 由于A B兩時刻擺球的位移相同 故這兩個時刻擺球相對于零勢能點的高度相同 勢能也相同 選項B正確 由于A時刻的機械能大于B時刻的機械能 而A B兩時刻勢能相等 故A時刻的動能大于B時刻的動能 選項A錯誤 所以 選項B D正確 答案 BD 思維升華 振幅的大小表征一個振動系統(tǒng)總機械能的大小 當振動過程有介質(zhì)阻力做功時 機械能減少并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 故振幅減小 阻尼振動的過程中動能或勢能在一段時間內(nèi)可以是增大的 圖9 5 5 A B擺振動的振幅最大B E擺振動的振幅最大C C擺振動周期為TD A擺振動周期大于T 解析 這是一個受迫振動的問題 由D擺提供驅(qū)動力 提供A B C E擺振動的能量 A B C E擺做受迫振動 其振動的頻率和周期等于D擺的振動頻率和周期 故C選項正確 因為B擺的擺長與D擺相等 D擺的固有周期等于驅(qū)動力的周期 滿足發(fā)生共振的條件 B擺發(fā)生共振 與A C E擺相比振幅最大 故A選項正確 答案 AC 思維升華 在分析受迫振動時 弄清驅(qū)動力的來源 明確受迫振動的驅(qū)動力頻率和固有頻率的關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵 將一個鐵篩四角用4根彈簧支起 篩子上裝一個電動偏心輪 它每轉(zhuǎn)動一周給篩子提供一次驅(qū)動力 已知增大電動偏心輪的輸入電壓 可提高轉(zhuǎn)速 增大篩子質(zhì)量 可增大篩子的固有周期 現(xiàn)在已知篩子完成10次全振動用了15s 電動偏心輪轉(zhuǎn)速為36r min 則要使篩子振動的振幅增大 可采用的辦法是 A 提高電動偏心輪的輸入電壓B 降低電動偏心輪的輸入電壓C 增大篩子的質(zhì)量D 減小篩子的質(zhì)量 B錯誤 另外還可以使f固減小同樣可以使其發(fā)生共振 達到增大振幅的目的 而篩子的質(zhì)量越大 其固有頻率越小 所以增大篩子的質(zhì)量同樣可以達到目的 則C項正確 D項錯誤 答案 AC 思維升華 發(fā)生共振時 篩子振動的振幅最大 所以要使篩子振動的振幅增大 就是要使兩者的周期相同 隨堂達標自測 課時活頁訓練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全