高中物理 第11章 第5節(jié) 外力作用下的振動課件 新人教版選修3-4.ppt
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成才之路物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索,人教版選修3-4,機(jī)械振動,第十一章,第五節(jié)外力作用下的振動,第十一章,任何實際振動,只在初始時刻具有一定能量,在阻尼作用下最終會停下來,怎樣才能使振動持續(xù)不斷地進(jìn)行下去呢?,,1.固有振動振動系統(tǒng)______________________的振動。2.固有頻率__________振動的頻率。3.阻尼振動振幅__________的振動。,固有振動、阻尼振動,在不受外力作用下,固有,逐漸減小,4.對阻尼振動的理解(1)阻尼振動振幅減小的快慢跟所受阻尼的大小有關(guān)。阻尼越大,__________得越快。(2)阻尼振動若在一段不太長的時間內(nèi)振幅沒有明顯的減小,可以把它當(dāng)做__________來處理。,振幅減小,簡諧運(yùn)動,1.驅(qū)動力作用于振動系統(tǒng)的__________外力。2.受迫振動系統(tǒng)在__________作用下的振動叫受迫振動。3.受迫振動的頻率做受迫振動的系統(tǒng)振動穩(wěn)定后,其振動頻率等于________的頻率,與系統(tǒng)的__________無關(guān)。,受迫振動,周期性,驅(qū)動力,驅(qū)動力,固有頻率,1.條件驅(qū)動力頻率__________系統(tǒng)的固有頻率。2.特征共振時受迫振動的__________最大。,共振,等于,振幅,3.共振的應(yīng)用與防止(1)共振的應(yīng)用①采用方法:在應(yīng)用共振時,驅(qū)動力頻率接近或等于振動系統(tǒng)的__________。②實例:轉(zhuǎn)速計、__________。(2)共振的防止①采用方法:在防止共振時,驅(qū)動力頻率與系統(tǒng)的__________相差越大越好。②實例:部隊過橋時用_______;火車過橋時________;輪船航行時,改變航向或__________。目的都是驅(qū)動力的頻率_______物體的固有頻率。,固有頻率,共振篩,固有頻率,便步,減速,航速,遠(yuǎn)離,一、簡諧運(yùn)動、阻尼振動與受迫振動的比較,阻尼振動中,在振幅逐漸減小的過程中,振子的周期如何變化?為什么?答案:不變。周期與振幅無關(guān),二、共振及其條件的理解1.共振的定義物體做受迫振動時,當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,振動的振幅最大,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)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。,3.共振曲線如圖所示。共振曲線直觀地反映出驅(qū)動力的頻率對受迫振動物體振幅的影響。由共振曲線可知,當(dāng)驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率相等時,受迫振動的振幅最大。,,4.從功能關(guān)系理解當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于固有頻率時,驅(qū)動力整個周期都與物體運(yùn)動方向一致,從而任何時間都做正功,振動能量不斷增加,直到增加的能量等于克服阻力消耗的能量時,振幅達(dá)到最大值。,特別提醒:(1)受迫振動的振幅與驅(qū)動力頻率有關(guān)。(2)受迫振動的振幅可以不變,但受迫振動的機(jī)械能是不守恒的。(3)共振是物體做受迫振動時的一種特殊現(xiàn)象。共振有利時盡量讓f接近f0,有害時盡量讓f遠(yuǎn)離f0。,某工廠的一個車間里,機(jī)器一開動,整個車間就灰塵四起,即對工人的健康有害,也影響產(chǎn)品的質(zhì)量,為此廠里請來了一個建筑工程師,他到車間看后,叫人在車間里建了幾根水泥立柱,問題就解決了。請你解釋其中的奧秘。答案:建幾根水泥立柱,改變了車間的固有頻率,使之不再與機(jī)器的振動頻率接近,避免車間產(chǎn)生共振現(xiàn)象。,一單擺在空氣中振動,振幅逐漸減小,下列說法正確的是()A.單擺的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B.單擺后一時刻的動能一定小于前一時刻的動能C.單擺振幅減小,頻率也隨著減小D.單擺振幅雖然減小,但其頻率不變,對阻尼振動的綜合認(rèn)識,解析:單擺做阻尼振動,因不斷克服空氣阻力做功使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但是在振動過程中,動能和勢能仍不斷相互轉(zhuǎn)化,不能確定兩個時刻的動能與勢能的大小關(guān)系,故選項A正確,選項B錯誤。做阻尼振動的物體,頻率由系統(tǒng)的特征決定,與振幅無關(guān),所以其頻率不變,選項C錯誤,選項D正確。答案:AD,點評:理解阻尼振動要從兩個方面入手:一是從振動能量上來講,由于阻力做功,振動物體的機(jī)械能逐漸減小,振幅逐漸變小,但由于振動中動能與勢能相互轉(zhuǎn)化,不能說下一時刻的動能(或勢能)變??;二是從振動周期、頻率上看,周期與頻率由振動系統(tǒng)本身決定,阻尼振動中周期、頻率不變。,答案:BD,解析:本題考查對阻尼振動的綜合認(rèn)識和從圖象中提取信息的能力。單擺做阻尼振動,因此其機(jī)械能不斷減小,選項D正確,C錯誤;由圖又看出A、B兩時刻單擺的位移相同,即在同一位置,故勢能相同,選項B正確;因機(jī)械能越來越小,所以動能B處比A處小,選項A錯誤。,受迫振動共振,答案:2s,120r/min,點評:勻速轉(zhuǎn)動搖把后,振子做受迫振動,驅(qū)動力的周期等于把手轉(zhuǎn)動的周期。根據(jù)受迫振動特征f受迫=f驅(qū),有T受迫=T驅(qū)。為使振子的振幅達(dá)到最大,只要T驅(qū)=T固即可。,(信陽市羅山中學(xué)2014~2015學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線,表示振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系,下列說法正確的是(),,A.?dāng)[長約為10cmB.發(fā)生共振時單擺的周期為1sC.若增大擺長,共振曲線的“峰”將向右移動D.若增大擺長,共振曲線的“峰”將向左移動答案:D,把一個篩子用四根彈簧支起來,篩子上一個電動偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周,給篩子一個驅(qū)動力,這樣就做成了一個共振篩(如圖所示),篩子做自由振動時,完成10次全振動用時15s,在某電壓下,電動偏心輪轉(zhuǎn)速是36r/min。已知增大電壓可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高;增加篩子的質(zhì)量,可以增大篩子的固有周期,那么要使篩子的振幅增大,下列哪些做法是正確的(),共振的應(yīng)用與防止,,A.提高輸入電壓B.降低輸入電壓C.增加篩子質(zhì)量D.減小篩子質(zhì)量,答案:AC點評:共振篩的工作原理是利用共振現(xiàn)象,當(dāng)電動機(jī)偏心輪的轉(zhuǎn)動周期跟篩子的固有周期相等時,就會發(fā)生共振。,部隊經(jīng)過橋梁時,規(guī)定不許齊步走,登山運(yùn)動員登雪山時,不許高聲叫喊,主要原因是()A.減輕對橋的壓力,避免產(chǎn)生回聲B.減少對橋、雪山的沖擊力C.避免使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D.使橋受到的壓力更不均勻,使登山運(yùn)動員耗散能量答案:C,解析:部隊過橋時如齊步走,給橋梁施加周期性外力,容易使橋的振動幅度增加,即發(fā)生共振,造成橋梁倒塌;登山運(yùn)動員登高山時高聲叫喊,聲波容易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩,故應(yīng)選C。,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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