浙江省杭州市西湖高级中学人教版 高中物理选修3-4 ：11-5外力作用下的振动课件（共23张PPT）
文档属性
| 名称 | 浙江省杭州市西湖高级中学人教版 高中物理选修3-4 ：11-5外力作用下的振动课件（共23张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 436.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-04-29 18:52:58 | ||
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文档简介
课件23张PPT。外力作用下的振动 问题一：唐朝的时候，洛阳的一座寺院里出了一件怪事。寺院的房间里有一口铜铸的磬(qing，古代打击乐器，用玉或石制成），没人敲它，常常自己"嗡嗡"地响起来，这里是什么原因呢？ 问题的提出： 问题二：登山队员在登山过程中为什么不能大声说话？ 问题三：各国都规定大队人马过桥，要便步通过，为什么？古代的磬3本节研究的问题：
1.何为受迫振动?受迫振动的频度由什么决定?
2.何为共振?产生共振的条件是什么?
复习回顾：
1.简谐振动的能量
2.振动的能量与振幅有关吗?
振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
3.实际问题会是简谐振动吗?
思考:何为阻尼振动?一、阻尼振动1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动2、阻尼振动的图像3、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。4、实际的自由振动一定是阻尼振动思考:怎样才能使做阻尼振动的物体持续不断地周期性振动下去?
一.受迫振动
1.概念:在实际振动中，为了不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系统加一个周期性的外力，来补偿系统的能量损失，使系统持续的振动下去.
这种周期性的外力叫驱动力.
物体在外界驱动力作用下的振动叫受迫振动
思考:受迫振动的频率与什么有关?
2.物体做受迫振动时, 振动稳定后的频率等于外力驱动力的频率，跟物体的固有频率没有关系.
思考:虽然物体做受迫振动的频率跟物体的固有频率无关,但物体的固有频率对物体的受迫振动有否影响?
演示实验:P.19图11.5-3
二.共振------特殊的受迫振动
1.定义:驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振.
2.产生共振的条件:
受迫振动的振幅A与驱动力的f’振动物体的固有频率之间的关系有关，它们之间的这种关系可用图象来表示：这个图象叫共振曲线3.共振曲线: 声音的共振现象叫共鸣. 声音怎么会将酒杯震碎?声音的共振现象 唐朝的时候，洛阳的一座寺院里出了一件怪事。寺院的房间里有一口铜铸的磬，没人敲它，常常自己"嗡嗡"地响起来，这里是什么原因呢？ 原来，这口磬和饭堂的一口大钟，它们的固有频率正好相同。每当小和尚敲响大钟时，大钟的振动使得周围的空气也随着振动起来，声波的频率等于大钟的固有频率，当声波传到老和尚房内的磬上时，由于磬的固有频率跟声波频率相同，使磬产生共振。发出了"嗡嗡"的响声。这就是发生振动的共振现。古代的磬 在我国西北一带，山头终年积雪。每当春暖花开，山上冰雪融化，雪层会离开原来的地方滑动。往往一次偶然的大吼声，厚厚的雪层就会因为共振而崩塌下来，因此规定攀登雪山的勘察队员，登山队员不能大声说话。为什么登山队员在登山过程中不能大声说话？为什么各国都规定大队人马过桥，要便步通过。 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。究其原因是共振造成的。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力时，桥就断了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。
鉴于成队士兵正步走过桥时容易造
成桥的共振，所以后来各国都规定
大队人马过桥，要便步通过。
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。4.共振的应用与防止
请学生看书
在需要利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率,在需要防止共振时,应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同,而且相差越大越好
小结:
课堂练习: 1.图为某物体做受迫振动时的共振曲线, 从图可知该物体振动的固有频率为 Hz, 在驱动力的频率由 150Hz增加到250Hz的过程中, 物体振动的振幅变化情况是 .200Hz,先增大后减小 2. A 、B两个弹簧振子, A固有频率为f, B固有频率为4f, 若它们均在频率为3f 的驱动力作用下做受迫振动, 则 ( )A. 振子A的振幅较大, 振动频率为fB. 振子B的振幅较大, 振动频率为3fC. 振子A的振幅较大, 振动频率为3fD. 振子B的振幅较大, 振动频率为4fB 3. 把一个筛子用四根弹簧支起来, 筛子上固定一个电动偏心轮, 它每转一周, 给筛子一个驱动力, 这样就做成了一个共振筛. 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. 减少筛子质量( )AC 4.如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架NM上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速为_______r/min，a、b、c、d此时振动频率为_________。360060Hz 5.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 6.汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？
1.何为受迫振动?受迫振动的频度由什么决定?
2.何为共振?产生共振的条件是什么?
复习回顾：
1.简谐振动的能量
2.振动的能量与振幅有关吗?
振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
3.实际问题会是简谐振动吗?
思考:何为阻尼振动?一、阻尼振动1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动2、阻尼振动的图像3、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。4、实际的自由振动一定是阻尼振动思考:怎样才能使做阻尼振动的物体持续不断地周期性振动下去?
一.受迫振动
1.概念:在实际振动中，为了不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系统加一个周期性的外力，来补偿系统的能量损失，使系统持续的振动下去.
这种周期性的外力叫驱动力.
物体在外界驱动力作用下的振动叫受迫振动
思考:受迫振动的频率与什么有关?
2.物体做受迫振动时, 振动稳定后的频率等于外力驱动力的频率，跟物体的固有频率没有关系.
思考:虽然物体做受迫振动的频率跟物体的固有频率无关,但物体的固有频率对物体的受迫振动有否影响?
演示实验:P.19图11.5-3
二.共振------特殊的受迫振动
1.定义:驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振.
2.产生共振的条件:
受迫振动的振幅A与驱动力的f’振动物体的固有频率之间的关系有关，它们之间的这种关系可用图象来表示：这个图象叫共振曲线3.共振曲线: 声音的共振现象叫共鸣. 声音怎么会将酒杯震碎?声音的共振现象 唐朝的时候，洛阳的一座寺院里出了一件怪事。寺院的房间里有一口铜铸的磬，没人敲它，常常自己"嗡嗡"地响起来，这里是什么原因呢？ 原来，这口磬和饭堂的一口大钟，它们的固有频率正好相同。每当小和尚敲响大钟时，大钟的振动使得周围的空气也随着振动起来，声波的频率等于大钟的固有频率，当声波传到老和尚房内的磬上时，由于磬的固有频率跟声波频率相同，使磬产生共振。发出了"嗡嗡"的响声。这就是发生振动的共振现。古代的磬 在我国西北一带，山头终年积雪。每当春暖花开，山上冰雪融化，雪层会离开原来的地方滑动。往往一次偶然的大吼声，厚厚的雪层就会因为共振而崩塌下来，因此规定攀登雪山的勘察队员，登山队员不能大声说话。为什么登山队员在登山过程中不能大声说话？为什么各国都规定大队人马过桥，要便步通过。 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。究其原因是共振造成的。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力时，桥就断了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。
鉴于成队士兵正步走过桥时容易造
成桥的共振，所以后来各国都规定
大队人马过桥，要便步通过。
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。4.共振的应用与防止
请学生看书
在需要利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率,在需要防止共振时,应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同,而且相差越大越好
小结:
课堂练习: 1.图为某物体做受迫振动时的共振曲线, 从图可知该物体振动的固有频率为 Hz, 在驱动力的频率由 150Hz增加到250Hz的过程中, 物体振动的振幅变化情况是 .200Hz,先增大后减小 2. A 、B两个弹簧振子, A固有频率为f, B固有频率为4f, 若它们均在频率为3f 的驱动力作用下做受迫振动, 则 ( )A. 振子A的振幅较大, 振动频率为fB. 振子B的振幅较大, 振动频率为3fC. 振子A的振幅较大, 振动频率为3fD. 振子B的振幅较大, 振动频率为4fB 3. 把一个筛子用四根弹簧支起来, 筛子上固定一个电动偏心轮, 它每转一周, 给筛子一个驱动力, 这样就做成了一个共振筛. 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. 减少筛子质量( )AC 4.如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架NM上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速为_______r/min，a、b、c、d此时振动频率为_________。360060Hz 5.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 6.汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？