人教版选修34 11.5外力作用下的振动 课件（38张).ppt

振动的能量与振幅有关 振幅越大 振动的能量越大 简谐运动中动能和势能在发生相互转化 但机械能的总量保持不变 即机械能守恒 振动系统不受外力的作用下的振动称为固有振动 其振动频率称为固有频率 下面要研究振动系统受到外力作用下的运动 外力作用下的振动 1 通过实验 认识受迫振动的特点 2 知道共振发生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法 知识与能力 1 通过演示实验 了解阻尼振动的特点 明确受迫振动的频率决定于驱动力的频率 2 通过分析实际例子 得到什么是受迫振动和共振现象 培养学生理论联系实际的能力 过程与方法 1 振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现 2 通过共振产生条件的教学 认识内因和外因的关系 情感 态度与价值观 受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件 共振及产生共振的条件 教学重点 教学难点 一 阻尼振动 二 受迫振动 三 共振 一 阻尼振动 实际的振动与理想化的振动不同 由于振动过程中要克服阻力做功 将一部分机械能转化为其他形式的能量 导致振动的总能量不断减小 即振幅不断减小 振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动 分析 1 阻尼振动 a 振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关 阻尼越大 振幅减小得越快 b 物体做阻尼振动时频率不变 c 阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小 可认为是等幅振动 注意 2 阻尼振动的图像3 实际的自由振动一定是阻尼振动 二 受迫振动 我们想使物体保持持续的振动 如何实现 想一想 补充能量 1 驱动力作用在振动系统上的周期性外力2 受迫振动系统在驱动力作用下的振动 物体做受迫振动时 振动稳定后的频率与什么有关 思考 受迫振动物体的频率由什么决定 3 受迫振动的特点受迫振动的频率总等于驱动力的频率 与系统的固有频率无关 三 共振 1 共振驱动力的频率等于系统的固有频率时 受迫振动的振幅最大 这种现象叫做共振 2 共振曲线 驱动力的频率与系统的固有频率相差越少 振幅越大 相差越多 振幅越小 3 共振的应用和防止 微波炉加热原理食物中水分子的振动频率约为2500mhz 具有大致相同频率的电磁波称为 微波 微波炉加热食品时 炉内产生很强的振荡电磁场 使食物中的水分子作受迫振动 发生共振 将电磁辐射能转化为内能 从而使食物的温度迅速升高 微波加热是对物体内部的整体加热 极大地提高了加热效率 唐朝时候 洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器 经常莫名其妙地自动鸣响 僧人因此惊恐成疾 四处求治无效 他有一个朋友是朝中管音乐的官员 闻讯特去看望他 这时正好听见寺里敲钟声 那件乐器又随之作响 于是朋友说 你的病我可以治好 因为我找到你的病根了 只见朋友找到一把铁锉 在乐器上锉磨几下 乐器便再也不会自动作响了 洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后 电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来 在这个过程中 洗衣机的振动剧烈程度有变化 其中有一阵子最剧烈 试分析这一现象 轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向 机器运转时为了防止共振要调节转速或者在振动物体底座加防振垫 军队过桥随步走 火车过桥慢行 生活中的共振现象 美国有一农场农妇 习惯于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃饭 可当她有一次吹笛时 居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死 惊讶之余 她到自己的果园吹了几个小时 一下子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净 究其原因 还是笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡 4 共鸣 1940年 美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而塌毁 古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地宣称 给我一个支点 我能撬动地球 而现代的美国发明家特士拉更是 牛气 他说 用一件共振器 我就能把地球一裂为二 共振武器 1 防止 使驱动力的频率与物体的固有频率不同 而且相差越大越好 2 应用 使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率 总结 2 受迫振动 系统在外界驱动力作用下的振动 3 系统做受迫振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟系统的固有频率无关 1 阻尼振动 振幅越来越小的振动 4 驱动力的频率等于振动系统的固有频率时 受迫振动的振幅增大 这种现象叫做共振 5 利用共振时 应使驱动力的频率接近或等于振动系统的固有频率 防止共振时 应使驱动力的频率与系统的固有频率不同 而且相差越大越好 1 如图所示 是用来测量各种发动机转速的转速计原理图 在同一铁支架nm上焊有固有频率依次为80hz 60hz 40hz 20hz的四个钢片a b c d 将m端与正在转动的电动机接触 发现b钢片振幅最大 则电动机转速为 r min a b c d此时振动频率为 60hz 3600 2 如图所示演示装置 一根张紧的水平绳上挂着四个单摆 让b摆摆动 其余各摆也摆动起来 可以发现 a 各摆摆动的周期均与b摆相同b a摆摆动周期最短c c摆摆动周期最长d c摆振幅最大 a 3 两个弹簧振子 甲的固有频率为f 乙的固有频率为4f 当它们均在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动时 则 a 甲的振幅较大 振动频率为fb 乙的振幅较大 振动频率为4fc 甲的振幅较大 振动频率为2fd 乙的振幅较大 振动频率为2f c 4 如图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线 则下列说法正确的是 a 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行 且摆长相同 则图线 表示月球上单摆的共振曲线