2.6受迫振动 共振课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

受迫振动共振高中物理选择性必修第一册第二章1.知道什么是阻尼振动和受迫振动，会用能量观点分析阻尼振动的振幅变化和受迫振动的共振现象。2.通过实验认识固有频率、驱动力频率与振动频率之间的区别和联系，了解产生共振的条件，认识共振是受迫振动的一种特殊情况。3.能够根据实际生活中的振动特点，应用振动的规律解释与解决相关问题。学习目标引入“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么？回顾2.单摆的周期公式1.弹簧振子周期公式由此可知：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，其振动频率称为固有频率。一、阻尼振动1.定义：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。2.阻尼振动的图像：3.阻尼振动的能量：振动系统能量衰减。例.(多选)下列说法中错误的是(

)A．阻尼振动的振幅不断减小B．物体做阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小C．阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D．阻尼过大时，系统将不能发生振动BC二、受迫振动思考阻尼振动最终要停下来，那么怎样才能产生持续的振动呢？提示：最简单的办法是使周期性的外力1.自由振动:在没有任何外力干预的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动.2.驱动力:对振动系统施加的周期性的外力，这种周期性的外力叫作驱动力．3.受迫振动:

(1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫作受迫振动．【做一做】1.开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，记录其频率2.匀速转动摇把，当振子振动稳定时，记录振动频率3.受迫振动的频率与什么因素有关呢？1.自由振动:在没有任何外力干预的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动.2.驱动力:对振动系统施加的周期性的外力，这种周期性的外力叫作驱动力．3.受迫振动:

(1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫作受迫振动．(2)受迫振动的频率(周期)做受迫振动的物体，其振动频率由驱动力频率决定，与系统的固有频率无关．例

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，而让振子上下自由振动，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，其振动周期为(

)A．0.5s

B．0.25sC．2s D．4sB

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简谐运动、阻尼振动与受迫振动的比较振动图象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、钟摆的摆动做一做先让c振动，带动a、b、d的振动。观察：1.

a、b、d的振动周期与c的振动周期的关系2.a、b、d的振幅与c的振幅的关系三、共振现象及其应用

1.共振:驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫作共振。2.共振产生的条件：驱动力的频率与物体的固有频率相等，即f＝f03.共振曲线:（1）两坐标轴的意义：纵轴：受迫振动的振幅．横轴：驱动力频率．如图所示．（2）f0的意义：表示固有频率．（3）认识曲线形状：f＝f0，共振；f>f0或f<f0，振幅较小．f与f0相差越大，振幅越小．（4）结论：驱动力的频率f越接近振动系统的固有频率f0，受迫振动的振幅越大，反之振幅越小．4.共振的应用与防止:（1）应用:在建筑工地上，我们经常可以看到．建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时，为了提高质量，总是一边灌混凝土，一边用电振泵进行振动，使混凝土之间因振动的作用而变得更紧密、更结实。像粉碎机、测振仪、电振泵等，这些都是利用共振原理工作的（2）防止：18世纪中叶，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过．当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生．你知道这是什么原因造成的吗？提示：是共振造成的．因为大队士兵迈步的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥体的振动加强，当它的振幅达到甚至超过桥梁的形变能力时，桥就断了．要便步过桥．例

如图所示是一个单摆的共振曲线．(1)若单摆所处环境的重力加速度g＝9.8m/s2，试求此摆的摆长；(2)若将此摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？解析：（1）由图可知：单摆的频率为0.3Hz，周期为由得：l=2.8m（2）将此摆移到高山上，重力加速度减小，周期变大，频率减小，共振曲线的峰将向左移动。本课小结1．受迫振动：受迫振动的频率由

决定．即2．共振：受迫振动的特殊情况.驱动力频率（1）驱动力频率＝物体固有频率.即（2）振幅最大，振动最剧烈（3）共振曲线当堂检测1.

如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等。先让A摆振动起来，B、C、D三个摆随后也跟着振动起来，则稳定时（）A.三个摆振动的振幅大小相等B.三个摆的振幅大小不同，B摆的振幅最大C.B摆的振动周期最大，D摆的振动周期最小D.D摆的振动周期最大，C摆的振动周期最小B2.

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（）AA.此单摆的摆长约为1mB.若摆长增大，单摆的固有频率增大C.此单摆的固有周期约为0.5sD.若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动3.测机器转速时可用一种振动式转速计。振动式转速计由十几根不同长度的钢丝做成，每根钢丝的固有频率都不同。使用时，将振动式转速计固定在发动机附近，机器工作时，每转一转，活塞上下一次，产生一次振动。观察发现，固有频率为60Hz的那一根钢丝的振动幅度最大，由此可知机器的转速约为

（）A.1800r/min B.3600r/min C.