高中物理 11.5《外力作用下的振動》課件 新人教版選修3-4.ppt

高中物理新人教版選修 4系列課件 11 5 外力作用下的振動 教學目標 知識與能力1 知道什么是受迫振動 知道受迫振動的頻率等于驅動力的頻率 2 知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件 3 知道共振的應用和防止的實例 重點 1 什么是受迫振動 2 什么是共振及產生共振的條件難點 1 物體發(fā)生共振決定于驅動力的頻率與物體固有頻率的關系 與驅動力大小無關 2 當f驅 固時 物體做受迫振動的振幅最大 一 受迫振動 2 驅動力 維持受迫振動的周期性外力 1 受迫振動 物體在外界驅動力作用下的振動 思考 物體做受迫振動時 振動穩(wěn)定后的頻率與什么有關 3 物體做受迫振動時 振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率 跟物體的固有頻率無關 二 共振 1 定義 驅動力的頻率接近物體的固有頻率時 受迫振動的振幅增大 這種現象叫做共振 2 條件 f驅 f固 2 共鳴 唐朝時候 洛陽某寺一僧人房中掛著的一件樂器 經常莫名其妙地自動鳴響 僧人因此驚恐成疾 四處求治無效 他有一個朋友是朝中管音樂的官員 聞訊特去看望他 這時正好聽見寺里敲鐘聲 那件樂器又隨之作響 于是朋友說 你的病我可以治好 因為我找到你的病根了 只見朋友找到一把鐵銼 在樂器上銼磨幾下 樂器便再也不會自動作響了 鳴沙洲 三 共振的應用和防止 微波爐加熱原理食物中水分子的振動頻率約為2500MHz 具有大致相同頻率的電磁波稱為 微波 微波爐加熱食品時 爐內產生很強的振蕩電磁場 使食物中的水分子作受迫振動 發(fā)生共振 將電磁輻射能轉化為內能 從而使食物的溫度迅速升高 微波加熱是對物體內部的整體加熱 極大地提高了加熱效率 1940年 美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀風的力量 MPG 古希臘的學者阿基米德曾豪情萬丈地宣稱 給我一個支點 我能撬動地球 而現代的美國發(fā)明家特士拉更是 牛氣 他說 用一件共振器 我就能把地球一裂為二 共振武器暈車 例1 兩個彈簧振子 甲的固有頻率為f 乙的固有頻率為4f 當它們均在頻率為2f的驅動力作用下做受迫振動時 則 A 甲的振幅較大 振動頻率為fB 乙的振幅較大 振動頻率為4fC 甲的振幅較大 振動頻率為2fD 乙的振幅較大 振動頻率為2f C 例2 汽車的車身是裝在彈簧上的 如果這個系統(tǒng)的固有周期是0 5s 汽車在一條起伏不平的路上行駛 路上各凸起處大約都是相隔8m 汽車以多大速度行駛時 車身上下顛簸得最劇烈 16m s 例3 如圖所示是一個單擺的共振曲線 求 1 單擺的擺長L g取9 8m s2 2 若擺長減小 共振曲線的峰將怎樣移動 為什么 練習 如圖為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線 則下列說法正確的是 A 若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進行 且擺長相同 則圖線 表示月球上單擺的共振曲線B 若兩次受迫振動是在地球上同一地點進行 則兩次擺長之比 l l 25 4C 圖線 若是在地面上完成的 則該擺擺長約為1mD 若擺長均為1m 則圖線 是在地面上完成的 思路點撥 受迫振動的頻率與國有頻率無關 但當驅動力的頻率與物體固有頻率相等時 受迫振動的振幅最大 所以 可以根據物體做受迫振動的共振曲線判斷出物體的固有頻率 解題過程 圖線中振幅最大處對應頻率應與做受迫振動單擺的固有頻率相等 從圖線上可以看出 兩擺固有頻率f 0 2Hz f 0 5Hz 當兩擺在月球和地球上分別做受迫振動且擺長相等時 根據公式f 圖線 表示月球上單擺的共振曲線 所以A正確 若在地球上同一地點 正確 D錯誤 本題答案為A B C 小結 1 本題涉及知識點 共振 共振曲線 驅動力頻率 固有頻率 單擺周期 頻率 公式 2 本題解題關鍵 理解共振曲線物理意義 知道當驅動力頻率等于固有頻率時物體振幅最大 知道影響固有頻率的因素 掌握單擺的周期 頻率 公式 知道月球 地球表面重力加速度的大小關系