2023-2024学年高中物理人教版（2019）选修一 2.6 受迫振动、共振课件

2.6受迫振动、共振物理人教版（新教材）选择性必修第一册一、无阻尼振动1.定义:系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动。2.特点：固有频率(周期)由系统本身的特征决定，与振幅无关。弹簧振子：单摆：1.定义：系统振动过程中受到阻力作用，振动逐渐消失，振动能量逐步转变为其他能量的振动。2.特点：③实际的振动一定是阻尼振动②阻尼振动过程中：周期和频率不变。二、阻尼振动：①阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大，将不能振动。思考：怎样才能使受阻力的振动的物体的振幅不变，而一直振动下去呢？

用周期性的外力作用于振动系统，通过外力对系统做正功，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。三、受迫振动

思考：如何让秋千荡的高（振幅大）？1.受迫振动：①物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关。物体在周期性驱动力作用下所做的振动②物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。2.规律：受迫振动实例：①跳板在人走过时发生的振动②机器底座在机器运转时发生的振动③听到声音时耳膜的振动④电磁打点计时器的振针所做的振动⑤轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和大小⑥洗衣机正常工作时的振动。当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。1.定义：驱动力的频率f等于物体的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。3.受迫振动的规律f驱=f固时，振幅有最大值；f驱与

f固差别越大时，振幅越小横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅2.共振曲线四．共振现象及其应用声音的共鸣——声音的共振现象共鸣箱（音叉下面是空箱）共鸣箱生活中的共振龙洗盆

利用共振：应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振：应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．

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.

现象一：唐朝的时候，洛阳某寺一僧人房间的一件乐器磬，经常莫名其妙的自动鸣响，这是什么物理原理呢？现象二：登山队员在登山过程中不能大声说话，为什么？现象三：各国都规定大队人马过桥，要便步通过，为什么？古代的磬思考与讨论例1、下列说法中正确的是（）A、某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B、某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C、某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率D、某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动ABC

随堂练习例2、如图，表示两个单摆m、M悬挂到一根钢丝上，原来它们都静止，今使m偏离平衡位置一个小角度，释放后m做简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面里，对M此后的运动情况，下列说法正确的是（）A、M仍静止B、M将做受迫振动，周期为C、M将做受迫振动，周期为D、M能发生共振mMlLC例3、如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定时，它振动的周期为()

A．0.5sB．0.25s

C．2sD．4sB例4.

如图所示，是一个单摆的共振曲线。（1）若单摆所处的环境重力加速度g取9.8m/s2，试求此摆的摆长？（2）若将此单摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？

简谐运动、阻尼振动与受迫振动及共振的比较

简谐运动阻尼振动受迫振动产生条件不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用频率固有频率频率不变驱动力频率振幅不变减小大小变化不确定振动图像形状不确定实例弹簧振子振动，单摆做小角度摆动敲锣打鼓发出的声音越来越弱扬声器纸盆振动发声、钟摆的摆动共振同受迫，且T驱=T固f驱

=f固大小变化不确定形状不确定共振筛、共振转速计等。振动能量机械能不变机械能减少由产生驱动力的物