高中物理(新教材)选修1课件5：2 6 受迫振动 共振 人教版

6受迫振动共振第二章机械振动1．知道阻尼振动和阻尼振动过程中能量的转化情况2．知道什么是受迫振动及产生条件，掌握物体做受迫振动的特点3．知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害学习目标1．固有振动如果振动系统在没有________干预的情况下做简谐运动，周期或频率与振幅无关，仅由系统自身的性质决定，我们把这种振动称为固有振动，其振动频率称为____________．外力固有频率一、固有振动、阻尼振动知识梳理2．阻尼振动(1)阻力作用下的振动．当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了________，系统克服_______的作用要做功，消耗机械能，因而_______减小，最后停下来．阻尼阻尼振幅(2)阻尼振动．振幅逐渐减小的振动．振动系统受到的________越大，________减小得越快，阻尼振动的图像如图所示，振幅越来越小，最后停止振动．阻尼振幅例1

(多选)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．通过某一位置时，机械能减小D．机械能不守恒，周期不变解析：单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故B、C、D正确，A错误．BCD

典例精析例2自由摆动的秋千，摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是(

)A．机械能守恒 B．总能量守恒，机械能减少C．能量正在消失 D．动能减少，重力势能不变解析：秋千在摆动的过程中，受到阻尼作用，振幅越来越小，所以机械能减小，能量是守恒的．动能和重力势能都在不停地变化，两者之和在减小，B正确．B

1．受迫振动(1)驱动力：作用于振动系统的________的外力．(2)受迫振动：振动系统在________作用下的振动．(3)受迫振动的频率：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于________的频率，与物体的________无关．二、受迫振动、共振周期性驱动力驱动力固有频率知识梳理不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关．那么在周期性驱动力作用下的受迫振动，其振幅是否也跟它的固有频率无关呢？不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关．那么在周期性驱动力作用下的受迫振动，其振幅是否也跟它的固有频率无关呢？2．共振(1)定义：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，物体做受迫振动的______________的现象．(2)条件：驱动力频率________系统的固有频率．(3)特征：共振时受迫振动的________最大．(4)共振曲线：如图所示．表示受迫振动的________与________的关系图像，图中f0为振动物体的固有频率．振幅达到最大值等于振幅振幅A

(1)利用：由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致．(2)防止：由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越大越好．3.共振的利用与防止声音震碎玻璃杯共振现象音叉的共振如何使秋千荡得更高？共振的利用避免桥梁的固有频率与风的频率相同共振的防止避免桥梁的固有频率与风的频率相同共振的防止例3如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有5个单摆，其中b摆球质量最大，其余4个摆球质量相等，摆长关系为Lc>Lb＝Ld>La>Le，现将b摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定，下列叙述正确的是(

)A．4个单摆的周期Tc>Td>Ta>TeB．4个单摆的频率fa＝fc＝fd＝feC．4个单摆的振幅Aa＝Ac＝Ad＝AeD．4个单摆中c摆振幅最大B

典例精析例4一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(

)A．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动B

例5(多选)把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛(如图所示)，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15s，在某电压下，电动偏心轮转速是36r/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的(

)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AC

1．分析受迫振动的方法．(1)在分析受迫振动时，首先要弄清驱动力的来源．(2)受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，因而首先应确定驱动力的频率．(3)当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振．2．改变受迫振动振幅的方法．当f驱＝f固时，振幅最大．若改变受迫振动的振幅，可采取两种方法：(1)改变给予振动系统周期性外力的周期，即改变驱动力频率．(2)了解影响固有频率的因素，改变固有频率．规律方法备用工具&资料例4一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(

)A．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动B

1．固有振动如果振动系统在没有________干预的情况下做简谐运动，周期或频率与振幅无关，仅由系统自身的性质决定，我们把这种振动称为固有振动，其振动频率称为____________．外力固有频率一、固有振动、阻尼振动知识梳理2．阻尼振动(1)阻力作用下的振动．当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了________，系统克服_______的作用要做功，消耗机械能，因而_______减小，最后停下来．阻尼阻尼振幅例2自由摆动的秋千，摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是(

)A．机械能守恒 B．总能量守恒，机械能减少C．能量正在消失 D．动能减少，重力势能不变解析：秋千在摆动的过程中