高中物理：11.5《外力作用下的振动》课件(新人教版选修3-4)

第十一章机械振动,第五节外力作用下的振动,固有周期和固有频率,振动系统不受外力作用的振动,固有振动：,固有周期：固有振动的周期,固有频率：固有振动的频率,一、阻尼振动,振动物体不受任何阻力的影响，只在回复力作用下所作的振动，称为无阻尼自由振动。,阻尼：消耗振动系统能量的原因。,阻尼振动：振幅逐渐减小的振动,阻尼振动,2、阻尼振动的图像,二、受迫振动,系统在周期性外力作用下所进行的振动叫受迫振动.(如扬声器中纸盆的振动、机器运转时引起基座的振动),当受迫振动达到稳定后，振动的振幅保持稳定不变.,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。,受迫振动,振子在作受迫振动时，当周期性外力的频率与振子的固有频率接近时，振子振幅显著增加,在某一频率时,振幅达到最大，这一现象称为共振.达到共振时的频率叫共振频率.,当阻尼趋于零时，共振频率等于系统的固有频率.,三、共振,共振现象在实际中的应用：,乐器、收音机、,单摆1作垂直于纸面的简谐运动时,单摆5将作相同周期的简谐运动，其他单摆基本不动.,2、共鸣,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。,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。,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。,1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。,军队过桥便步走,火车过桥慢行,1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌,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,课堂练习,例1、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,部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫碱，主要原因是()A减轻对桥的压力，避免产生回声B减少对桥、雪山的冲量C避免使桥发生共振和使雪山发生共振D使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少,洗衣机在把衣服脱水完毕拔掉电源后，电动机还要转动一会才能停下来，在拔掉电源后，发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直