9.7受迫振动 共振.doc

七 受迫振动 共振 【教学目标】1、知识目标(1)知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例；(2)知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关；(3)知道什么是共振以及发生共振的条件；2、能力目标通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生联系实际，提高观察和分析能力；3、德育目标通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的观点；【教学重点】(1)受迫振动概念的建立；(2)什么是共振及产生共振的条件。【教学难点】物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关；【课时安排】1课时【教学过程】 一、导入新课实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动完全停止，这类振动叫阻尼振动。物体之所以做阻尼振动，是由于机械能在损耗，那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给振动系统补充能量，物体的振动情形又如何呢?本节课我们来学习这一问题。 二、新课教学1、受迫振动 (1)驱动力：使系统持续地振动下去的外力，叫驱动力。 (2)受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。 要想使物体能持续地振动下去，必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用。 受迫振动实例：发动机正在运转时汽车本身的振动；正在发声的扬声器纸盒的振动；飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动；我们听到声音时耳膜的振动等。 (3)受迫振动的特点物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率；受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系。 2、共振 (1)共振 驱动力频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。(2)发生共振的条件驱动力频率与物体的固有频率相等或接近。(3)共振曲线受迫振动的振幅A与驱动力的频率f及振动物体的固有频率f之间的关系有关，它们之间的这种关系可用图象来表示，这个图象叫共振曲线，如下图： OffA受迫振动的振幅纵轴：表示受迫振动的振幅。横轴：表示驱动力的频率。特点：当驱动力频率等于物体固有频率时，物体振动的振幅最大；驱动力频率与固有频率相差越大，物体的振幅越小。 3、声音的共鸣声音的共振现象叫共鸣。共鸣箱所起的作用是使音叉的声音加强。 4、共振的应用和防止 (1)利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率(2)防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好巩固训练 火车在铁轨上匀速行驶，每根铁轨长12.5cm，某旅客在小桌上放了一杯水，杯中水晃动的固有频率是2Hz，当火车行驶速度是多少km/h时，杯中水的晃动最厉害? (参考答案：90km/h) 家用洗衣机的甩干机关闭后转速逐渐减小为零的过程中，会发现有一小段时间洗衣机抖动得最厉害。这一现象应如何解释? (参考答案：洗衣机的固有频率f小于甩干机的正常转速n，关机后，驱动力频率即甩干机转速由n减为0的过程中总有某一时刻等于f，于是发生共振，使洗衣机抖动最厉害)一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，测得其振动的固有频率为300Hz，将它放在两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的频率，能使酒杯碎掉，这是_现象，这时音箱所发出声音的频率为_Hz(参考答案：共振；300)如图所示，两个质量分别为M和m的小球悬挂在同一根细绳上，先让M摆动，经一段时间系统达到稳定后，下面说法中正确的是( ABCD ) A无论M和m的大小关系如何，m和M的周期都相等 B无论m和M的关系如何，当两个摆的摆长相等时，m摆的振幅最大 C悬挂M的细绳长度变化时，m摆的振幅也发生变化 D当两个摆长相等时，m摆的振幅可以超过M摆的振幅 A、B两弹簧振子，A固有频率为f，B固有频率为4f，若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则( B ) AA的振幅较大，振动频率为fBB的振幅较大，振动频率为3f CA的振幅较大，振动频率为3fDB的振幅较大，振动频率为4f某振动系统的固有频率f1，该振动系统在频率为f2的驱动力作用下做受迫振动，系统的振动频率为( B ) Af1Bf2Cf1+f2D(f+f2)/2 下列说法中正确的是( ACD ) Of/Hz0.5A/cm8A实际的自由振动必然是阻尼振动B在外力作用下的振动是受迫振动 C阻尼振动的振幅越来越小D受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关 如图为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少?共振时单摆的振幅多大?共振时摆球的最大加速度和最大速度大小各为多少?(参考答案：摆长：L1m；共振时的振幅为A8 cm；共振时的最大加速度为0.08m/s2，最大速度为0.28 m/s)三、小 结1物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。受迫振动的频率取决于驱动力的频率；2共振是受迫振动的特殊情况，当驱动力的频率接近或等于物体固有频率时，受迫振动振幅最大的现象，叫做共振。3共振在实际中的应用，往往是利用共振振幅大的特点，但有时也要防止发生共振，避免产生有害后果。四、作 业P40 练习七 1、2 【板书设计】 七 受迫振动 共振 1、受迫振动(1)驱动力：使系统持续地振动下去的外力，叫驱动力。 (2)受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。(3)受迫振动的特点物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率；受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系。2、共振 (1)共振摆实验驱动力的频率f等于振动物体的固有频率f时，振幅最大；驱动力的频率f跟固有频率f相差越大，振幅越小。(2)共振 驱动力频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。(3)发生共振的条件驱动力频率与物体的固有频率相等或接近。(4)共振曲线OffA受迫振动的振幅纵轴：表示受迫振动的振幅。横轴：表示驱动力的频率。特点：当驱动力频率等于物体固有频率时，物体振动