粤教版高中物理选择性必修第一册第二章机械振动2.5受迫振动共振教学课件(共21张ppt)

(共29张PPT)
第二章 机械振动
5 受迫振动 共振
学习目标
1.知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况.
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．(重点)
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．(重点)
复习回顾
1、什么是机械振动？什么是简谐振动？机械振动与简谐振动的区别是什么？
①物体在中心位置两次的往复运动。
②物体做机械振动且位移—时间图像为正弦或余弦函数（机械能守恒）
③机械振动能量会损失，最终会静止；
简谐运动是理想化模型，机械能守恒，物体持续做周期性往复运动。
一、受迫振动的频率
生活中的机械振动
由于空气阻力和摩擦力等因素的存在，以上案例中的振动的振幅都会逐渐减小，最终振动停止。
复习回顾
定义：振幅逐渐减小的振动叫作阻尼振动．
受到阻力作用→系统克服阻力做功→消耗机械能→振幅逐渐减小→运动停止
振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼振动的图象如图所示，振幅越来越小，最后停止振动．
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？
复习回顾
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！
复习回顾
阻尼振动与简谐运动(无阻尼振动)的比较
振动类型 阻尼振动 无阻尼振动(简谐运动)
产生条件 受到阻力作用 不受阻力作用
振动能量 振动能量有损失 振动能量保持不变
振幅 如果没有能量补充，振幅越来越小 振幅不变
频率 不变 不变
振动图象
常见例子 悬挂的电灯被风吹动后开始振动，振幅越来越小，属于阻尼振动 弹簧振子的振动
有什么办法能够持续使物体的振动吗？
复习回顾
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。
复习回顾
定义：在外界驱动力作用下的振动叫作受迫振动。
(1)驱动力：作用于振动系统的周期性的外力．
(2)受迫振动：振动系统在驱动力作用下的振动．
(3)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率没有关系．
受迫振动
复习回顾
弹簧振子的受迫振动
复习回顾
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
共振
虽然受迫振动的频率与振动系统固有频率无关，但两者之间的差别会影响外界向受迫振动系统输入能量的多少。
复习回顾
实验表明：外界驱动频率与物体固有频率相差越小，物体受到的外界影响越大。
(1)定义：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象．
(2)条件：驱动力频率等于系统的固有频率．
(4)共振曲线：如图所示．表示受迫振动的振幅A与驱动力频率 f 的关系图象，图中f0为振动物体的固有频率．
共振
(3)特征：共振时受迫振动的振幅最大．
共振的应用与防止
微波炉加热原理：
食物中水分子的振动频率约为2500MHz。微波炉加热食品时，炉内产生大致相同频率的电磁波，
也称为 “微波”。使食物
中的水分子做受迫振动，
发生共振，将电磁辐射能转
化为内能，从而使食物的温
度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。
复习回顾
复习回顾
复习回顾
复习回顾
共鸣箱（音叉下面是空箱）
复习回顾
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．
②轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向
③机器运转时为了防止共振要调节转速或者在振动物体底座加防振垫.
①军队过桥便步走,火车过桥慢行
课堂小结
1、阻尼振动：振幅(能量)逐渐减小的振动
2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动
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。
3、共振:驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大的现象。
①利用共振时：应使驱动力的频率f接近或等于振动物体的固有频率f0
②防止共振时：应使驱动力的频率f与物体的固有频率f0不同，而且相差越大越好
课堂练习
判一判
(1)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。(　　)
(2)系统做受迫振动时的振动频率与其固有频率无关。(　　)
(3)做受迫振动的系统的机械能守恒。(　　)
(4)驱动力的频率越大，系统的振幅越大。(　　)
(5)驱动力的频率等于系统的固有频率时发生共振。(　　)
(6)共振只有害处，没有益处。(　　)
×
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课堂练习
B
课堂练习
课堂练习
AD
课堂练习
A
课堂练习
B
课堂练习
课堂练习
B
课堂练习
D