高中物理 第11章 第5节外力作用下的振动课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械振动 第十一章 第五节外力作用下的振动 第十一章 任何实际振动 只在初始时刻具有一定能量 在阻尼作用下最终会停下来 怎样才能使振动持续不断地进行下去呢 1 固有振动振动系统 的振动 2 固有频率 振动的频率 3 阻尼振动振幅 的振动 固有振动 阻尼振动 在不受外力作用下 固有 逐渐减小 4 对阻尼振动的理解 1 阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关 阻尼越大 得越快 2 阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小 可以把它当做 来处理 振幅减小 简谐运动 1 驱动力作用于振动系统的 外力 2 受迫振动系统在 作用下的振动叫受迫振动 3 受迫振动的频率做受迫振动的系统振动稳定后 其振动频率等于 的频率 与系统的 无关 受迫振动 周期性 驱动力 驱动力 固有频率 1 条件驱动力频率 系统的固有频率 2 特征共振时受迫振动的 最大 3 共振的应用与防止 1 共振的应用 采用方法 在应用共振时 驱动力频率接近或等于振动系统的 实例 转速计 共振 等于 振幅 固有频率 共振筛 2 共振的防止 采用方法 在防止共振时 驱动力频率与系统的 相差越大越好 实例 部队过桥时用 火车过桥时 轮船航行时 改变航向或 目的都是驱动力的频率 物体的固有频率 固有频率 减速 便步 航速 远离 一 简谐运动 阻尼振动与受迫振动的比较 阻尼振动中 在振幅逐渐减小的过程中 振子的周期如何变化 为什么 答案 不变 周期与振幅无关 二 共振及其条件的理解1 共振的定义物体做受迫振动时 当驱动力的频率等于系统的固有频率时 振动的振幅最大 这种现象叫共振 2 发生共振的条件f驱 f固 即驱动力的频率等于振动系统的固有频率 3 共振曲线如图所示 共振曲线直观地反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响 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 4 从功能关系理解当驱动力的频率等于固有频率时 驱动力整个周期都与物体运动方向一致 从而任何时间都做正功 振动能量不断增加 直到增加的能量等于克服阻力消耗的能量时 振幅达到最大值 特别提醒 1 受迫振动的振幅与驱动力频率有关 2 受迫振动的振幅可以不变 但受迫振动的机械能是不守恒的 3 共振是物体做受迫振动时的一种特殊现象 共振有利时尽量让f接近f0 有害时尽量让f远离f0 某工厂的一个车间里 机器一开动 整个车间就灰尘四起 即对工人的健康有害 也影响产品的质量 为此厂里请来了一个建筑工程师 他到车间看后 叫人在车间里建了几根水泥立柱 问题就解决了 请你解释其中的奥秘 答案 建几根水泥立柱 改变了车间的固有频率 使之不再与机器的振动频率接近 避免车间产生共振现象 对阻尼振动的综合认识 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b时刻的机械能d 摆球a时刻的机械能大于b时刻的机械能解析 本题考查对阻尼振动的综合认识和从图象中提取信息的能力 单摆做阻尼振动 因此其机械能不断减小 选项d正确 c错误 由图又看出a b两时刻单摆的位移相同 即在同一位置 故势能相同 选项b正确 因机械能越来越小 所以动能b处比a处小 选项a错误 答案 bd 一单摆做阻尼振动 则在振动过程中 a 振幅越来越小 周期也越来越小b 振幅越来越小 周期不变c 在振动过程中 通过某一位置时 机械能始终不变d 振动过程中 机械能不守恒 频率不变答案 bd 解析 因单摆做阻尼振动 根据阻尼振动的定义可知 其振幅越来越小 而单摆振动过程中的周期是其固有周期 是由本身条件决定的 是不变的 故a项错误 b项正确 又因单摆做阻尼振动过程中 振幅逐渐减小 振动的能量也在减少 即机械能在减少 所以c项错 d项对 受迫振动共振 若使把手以转速n 30r min匀速转动 当弹簧振子的振动达到稳定后 它的振动周期是 s 若要想使弹簧振子的振幅达到最大 则把手的转速应为 r min 北京市西城区2013 2014学年高二下学期期末 如图所示 在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆 其中a c摆长相等 让a摆在垂直于水平绳的方向振动起来 通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力 使它们各自做受迫振动 可以观察到b c d三个摆的运动情况是 a 三个摆的振动周期相同b 三个摆的振动振幅相同c b摆的振动振幅最大d d摆的振动周期最小答案 a 解析 a摆的振动 作为一种驱动力迫使其他三个摆做受迫振动 受迫振动的周期 或频率 等于驱动力的周期 或频率 而和自身的固有周期 固有频率 无关 a正确 d错误 三个摆做受迫振动的振幅与驱动力的频率跟自身的固有频率之差有关 这个差越小 物体做受迫振动的振幅越大 在a b c d四个摆中 a的摆长跟c的摆长相等 因此 c摆做受迫振动的振幅最大 b c错误 共振的应用与防止 a 提高输入电压b 降低输入电压c 增加筛子质量d 减小筛子质量 答案 ac点评 共振筛的工作原理是利用共振现象 当电动机偏心轮的转动周期跟筛子的固有周期相等时 就会发生共振 在飞机的发展史中有一个阶段 飞机上天后不久 飞机的机翼很快就抖动起来 而且越抖越厉害 后来人们经过了艰苦地探索 利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题 在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是 a 加大飞机的惯性d 使