物理人教版（2019）选择性必修第一册2.6受迫振动、共振（共33张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册2.6受迫振动、共振（共33张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 73.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-31 10:11:14 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
2.6 受迫振动、共振
观察和思考：
1.你看到什么现象？
2.你是否可以用物理知识解释这一现象的原因？
“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？
课堂引入
问题：
？
复习回顾
振动系统不受外力的作用在自身结构影响下的振动
固有振动：
固有周期(频率)：由自身结构所决定的周期T0(f0)
物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。
如：弹簧振子：
单 摆：
【思考】：现实生活中是否存在简谐运动？
若振动过程中存在阻力，它的振幅又发生如何变化呢？
实际振动情况：
当系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼。
（1）条件：受到阻力
（2）能量：机械能转化为内能
（3）图象：振幅逐渐减小
定义：振幅逐渐减小的振动，叫阻尼振动。
思考1：为什么做阻尼振动的物体，振幅 要越来越小呢？
思考2：用什么方法才能得到持续的振动呢？
一、阻尼振动
思考：阻尼振动中，由于存在阻力，振幅不断减小，故振动系统的机械能将不断减少，那么，振动系统的周期和频率也会发生变化吗？
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！
T
T
T
例1、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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变
D．振动过程中，机械能不守恒，频率不变
BD
例2.如图所示为单摆做阻尼振动时的振动图线，下列说法正确的是（ ）
A.摆球在A时刻的动能等于在B时刻的动能
B.摆球在A时刻的势能等于在B时刻的势能
C.摆球在A时刻的机械能等于在B时刻的机械能
D.摆球在后一时刻的动能总比前一时刻的动能小
B
用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。
想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？
1.驱动力（又叫策动力）：
维持受迫振动的周期性外力
2.受迫振动：
物体在外界驱动力作用下的振动
二．受迫振动
受迫振动稳定后的频率跟什么有关呢
探究：受迫振动的频率
结论：
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.
探究受迫振动的振幅
观察哪个摆球的振幅最大？
探究受迫振动的振幅
结论：
驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。
结论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。
结论2：
驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；
驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。
三、共振
在受迫振动中，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。
生活中的共振现象
杯子共振破碎
生活中的共振现象
大桥在共振中破坏
1．如图所示的装置中，在转动手柄A的转速由零逐渐增大的过程中，小球B的振幅将（ ）
A．不断增大
B．先增大，后不变
C．先增大后减小
D．先减小，后增大
C
练习
2．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则在振动稳定后（ ）
A．其它各摆摆动频率跟A摆相同
B．其它各摆振动周期大小不同，D摆周期最大
C．其它各摆振动振幅大小不相同，E摆振幅最小
D．其它各摆振动振幅大小相同
A
3．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂着abcd四个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．稳定时b摆的振幅最大
B．稳定时d摆的周期最小
C．由图乙可以估算出b摆的摆长
D．由图乙可以估算出c摆的摆长
D
4．飞力士棒（Flexi-bar）是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材，也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄，两端负重头，用一根PVC软杆连接，质量为508g，长度为1.525m，棒的固有频率为4.5Hz，如图所示，可以使用双手进行驱动，则下列关于飞力士棒的认识正确的是（ ）
A．使用者用力越大飞力士棒振动越快
B．随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定越来越大
C．双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动，会产生共振
D．负重头质量相同，同样材料的PVC杆缩短，飞力士棒的固有频率不变
C
5．轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身—悬挂系统”的固有频率是2Hz，这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图。已知相邻两条减速带间的距离为1.0m，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（ ）
A．当该轿车通过减速带时，车身上下振动的频率均为2Hz，与车速无关
B．该轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈
C．当该轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈
D．不同车辆以相同速度通过减速带时，车身上下颠簸的剧烈程度相同
C
6．如图所示，竖直圆盘可绕水平中心轴O转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱P带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下端连着一个弹簧振子，小球始终在水中，当圆盘静止时，小球阻尼振动的频率约为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速转动，当小球振动达到稳定后（ ）
A．小球的振动频率约为3
B．T型支架的运动是简谐运动
C．T型支架在最高点时所受的合外力向上
D．若圆盘匀速转动的周期变为5s，稳定后小球的振幅将增大
B
7．在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为500Hz，已知空气中的声速为340m/s，则包租婆的“狮子吼”声波的波长约为（ ）
A．0.68m B．1.32m C．1.47m D．2.94m
A
8．把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是88r/min。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（ ）
A．降低输入电压同时减小筛子质量
B．降低输入电压同时增加筛子质量
C．增大输入电压同时减小筛子质量
D．增大输入电压同时增加筛子质量
A
9．如图所示一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）则（ ）
A．此单摆的摆长约为2m
B．此单摆的固有周期为0.5s
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动
D
10．对声波的各种现象，以下说法正确的是（ ）
A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象
B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象
C．火车驶离远去时，音调变低
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象
BC
2.6 受迫振动、共振
观察和思考：
1.你看到什么现象？
2.你是否可以用物理知识解释这一现象的原因？
“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？
课堂引入
问题：
？
复习回顾
振动系统不受外力的作用在自身结构影响下的振动
固有振动：
固有周期(频率)：由自身结构所决定的周期T0(f0)
物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。
如：弹簧振子：
单 摆：
【思考】：现实生活中是否存在简谐运动？
若振动过程中存在阻力，它的振幅又发生如何变化呢？
实际振动情况：
当系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼。
（1）条件：受到阻力
（2）能量：机械能转化为内能
（3）图象：振幅逐渐减小
定义：振幅逐渐减小的振动，叫阻尼振动。
思考1：为什么做阻尼振动的物体，振幅 要越来越小呢？
思考2：用什么方法才能得到持续的振动呢？
一、阻尼振动
思考：阻尼振动中，由于存在阻力，振幅不断减小，故振动系统的机械能将不断减少，那么，振动系统的周期和频率也会发生变化吗？
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！
T
T
T
例1、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．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变
D．振动过程中，机械能不守恒，频率不变
BD
例2.如图所示为单摆做阻尼振动时的振动图线，下列说法正确的是（ ）
A.摆球在A时刻的动能等于在B时刻的动能
B.摆球在A时刻的势能等于在B时刻的势能
C.摆球在A时刻的机械能等于在B时刻的机械能
D.摆球在后一时刻的动能总比前一时刻的动能小
B
用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。
想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？
1.驱动力（又叫策动力）：
维持受迫振动的周期性外力
2.受迫振动：
物体在外界驱动力作用下的振动
二．受迫振动
受迫振动稳定后的频率跟什么有关呢
探究：受迫振动的频率
结论：
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.
探究受迫振动的振幅
观察哪个摆球的振幅最大？
探究受迫振动的振幅
结论：
驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。
结论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。
结论2：
驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；
驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。
三、共振
在受迫振动中，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。
生活中的共振现象
杯子共振破碎
生活中的共振现象
大桥在共振中破坏
1．如图所示的装置中，在转动手柄A的转速由零逐渐增大的过程中，小球B的振幅将（ ）
A．不断增大
B．先增大，后不变
C．先增大后减小
D．先减小，后增大
C
练习
2．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则在振动稳定后（ ）
A．其它各摆摆动频率跟A摆相同
B．其它各摆振动周期大小不同，D摆周期最大
C．其它各摆振动振幅大小不相同，E摆振幅最小
D．其它各摆振动振幅大小相同
A
3．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂着abcd四个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．稳定时b摆的振幅最大
B．稳定时d摆的周期最小
C．由图乙可以估算出b摆的摆长
D．由图乙可以估算出c摆的摆长
D
4．飞力士棒（Flexi-bar）是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材，也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄，两端负重头，用一根PVC软杆连接，质量为508g，长度为1.525m，棒的固有频率为4.5Hz，如图所示，可以使用双手进行驱动，则下列关于飞力士棒的认识正确的是（ ）
A．使用者用力越大飞力士棒振动越快
B．随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定越来越大
C．双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动，会产生共振
D．负重头质量相同，同样材料的PVC杆缩短，飞力士棒的固有频率不变
C
5．轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身—悬挂系统”的固有频率是2Hz，这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图。已知相邻两条减速带间的距离为1.0m，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（ ）
A．当该轿车通过减速带时，车身上下振动的频率均为2Hz，与车速无关
B．该轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈
C．当该轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈
D．不同车辆以相同速度通过减速带时，车身上下颠簸的剧烈程度相同
C
6．如图所示，竖直圆盘可绕水平中心轴O转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱P带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下端连着一个弹簧振子，小球始终在水中，当圆盘静止时，小球阻尼振动的频率约为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速转动，当小球振动达到稳定后（ ）
A．小球的振动频率约为3
B．T型支架的运动是简谐运动
C．T型支架在最高点时所受的合外力向上
D．若圆盘匀速转动的周期变为5s，稳定后小球的振幅将增大
B
7．在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为500Hz，已知空气中的声速为340m/s，则包租婆的“狮子吼”声波的波长约为（ ）
A．0.68m B．1.32m C．1.47m D．2.94m
A
8．把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是88r/min。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（ ）
A．降低输入电压同时减小筛子质量
B．降低输入电压同时增加筛子质量
C．增大输入电压同时减小筛子质量
D．增大输入电压同时增加筛子质量
A
9．如图所示一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）则（ ）
A．此单摆的摆长约为2m
B．此单摆的固有周期为0.5s
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动
D
10．对声波的各种现象，以下说法正确的是（ ）
A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象
B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象
C．火车驶离远去时，音调变低
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象
BC