9.7受迫振動(dòng) 共振

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1、七受迫振動(dòng)共振【教學(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)目標(biāo)(1)知道什么叫驅(qū)動(dòng)力，什么叫受迫振動(dòng)，能舉出受迫振動(dòng)的實(shí)例；(2)知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)；(3)知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件；2、能力目標(biāo)通過(guò)分析實(shí)際例子，得到什么是受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，提高觀察和分析能力；3、德育目標(biāo)通過(guò)共振的應(yīng)用和防止的教學(xué)，滲透一分為二的觀點(diǎn)；【教學(xué)重點(diǎn)】(1)受迫振動(dòng)概念的建立；(2)什么是共振及產(chǎn)生共振的條件。【教學(xué)難點(diǎn)】物體發(fā)生共振決定于驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體固有頻率的關(guān)系，與驅(qū)動(dòng)力大小無(wú)關(guān)；【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)過(guò)程】一、導(dǎo)入新課實(shí)際的振動(dòng)系統(tǒng)

2、不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影響，系統(tǒng)的機(jī)械能損耗，導(dǎo)致振動(dòng)完全停止，這類振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)。物體之所以做阻尼振動(dòng)，是由于機(jī)械能在損耗，那么如果在機(jī)械能損耗的同時(shí)我們不斷地給振動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充能量，物體的振動(dòng)情形又如何呢?本節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)這一問(wèn)題。二、新課教學(xué)1、受迫振動(dòng)(1)驅(qū)動(dòng)力：使系統(tǒng)持續(xù)地振動(dòng)下去的外力，叫驅(qū)動(dòng)力。(2)受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下所做的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。要想使物體能持續(xù)地振動(dòng)下去，必須給振動(dòng)系統(tǒng)施加一個(gè)周期性的驅(qū)動(dòng)力作用。受迫振動(dòng)實(shí)例：發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)汽車本身的振動(dòng)；正在發(fā)聲的揚(yáng)聲器紙盒的振動(dòng)；飛機(jī)從房屋上飛過(guò)時(shí)窗玻璃的振動(dòng)；我們聽(tīng)到聲音時(shí)

3、耳膜的振動(dòng)等。(3)受迫振動(dòng)的特點(diǎn)①物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；②受迫振動(dòng)的頻率跟物體的固有頻率沒(méi)有關(guān)系。2、共振(1)共振驅(qū)動(dòng)力頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。(2)發(fā)生共振的條件驅(qū)動(dòng)力頻率與物體的固有頻率相等或接近。(3)共振曲線受迫振動(dòng)的振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f及振動(dòng)物體的固有頻率f＇之間的關(guān)系有關(guān)，它們之間的這種關(guān)系可用圖象來(lái)表示，這個(gè)圖象叫共振曲線，如下圖：Off＇A受迫振動(dòng)的振幅縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅。橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率。特點(diǎn)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體固有頻率時(shí)，物體振動(dòng)的振幅最大；驅(qū)動(dòng)力頻率與固有

4、頻率相差越大，物體的振幅越小。3、聲音的共鳴聲音的共振現(xiàn)象叫共鳴。共鳴箱所起的作用是使音叉的聲音加強(qiáng)。4、共振的應(yīng)用和防止(1)利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于物體的固有頻率(2)防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)物體的固有頻率不同，而且相差越大越好鞏固訓(xùn)練①火車在鐵軌上勻速行駛，每根鐵軌長(zhǎng)12.5cm，某旅客在小桌上放了一杯水，杯中水晃動(dòng)的固有頻率是2Hz，當(dāng)火車行駛速度是多少km/h時(shí)，杯中水的晃動(dòng)最厲害?(參考答案：90km/h)②家用洗衣機(jī)的甩干機(jī)關(guān)閉后轉(zhuǎn)速逐漸減小為零的過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)有一小段時(shí)間洗衣機(jī)抖動(dòng)得最厲害。這一現(xiàn)象應(yīng)如何解釋?(參考答案：洗衣

5、機(jī)的固有頻率f０小于甩干機(jī)的正常轉(zhuǎn)速n，關(guān)機(jī)后，驅(qū)動(dòng)力頻率即甩干機(jī)轉(zhuǎn)速由n減為0的過(guò)程中總有某一時(shí)刻等于f０，于是發(fā)生共振，使洗衣機(jī)抖動(dòng)最厲害)③一只酒杯，用手指彈一下發(fā)出清脆的聲音，測(cè)得其振動(dòng)的固有頻率為300Hz，將它放在兩只大功率的音箱中間，調(diào)整音箱發(fā)音的頻率，能使酒杯碎掉，這是______現(xiàn)象，這時(shí)音箱所發(fā)出聲音的頻率為_(kāi)_____Hz．(參考答案：共振；300)④如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為M和m的小球懸掛在同一根細(xì)繩上，先讓M擺動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，下面說(shuō)法中正確的是(ABCD)A．無(wú)論M和m的大小關(guān)系如何，m和M的周期都相等B．無(wú)論m和M的關(guān)系如何

6、，當(dāng)兩個(gè)擺的擺長(zhǎng)相等時(shí)，m擺的振幅最大C．懸掛M的細(xì)繩長(zhǎng)度變化時(shí)，m擺的振幅也發(fā)生變化D．當(dāng)兩個(gè)擺長(zhǎng)相等時(shí)，m擺的振幅可以超過(guò)M擺的振幅⑤A、B兩彈簧振子，A固有頻率為f，B固有頻率為4f，若它們均在頻率為3f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，則(B)A．A的振幅較大，振動(dòng)頻率為fB．B的振幅較大，振動(dòng)頻率為3fC．A的振幅較大，振動(dòng)頻率為3fD．B的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f⑥某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率f1，該振動(dòng)系統(tǒng)在頻率為f2的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率為(B)A．f1B．f2C．f1+f2D．(f１+f2)/2⑦下列說(shuō)法中正確的是(ACD)Of/Hz0.5A/c

7、m8A．實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)B．在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)C．阻尼振動(dòng)的振幅越來(lái)越小D．受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)⑧如圖為一單擺的共振曲線，則該單擺的擺長(zhǎng)約為多少?共振時(shí)單擺的振幅多大?共振時(shí)擺球的最大加速度和最大速度大小各為多少?(參考答案：擺長(zhǎng)：L＝1m；共振時(shí)的振幅為A＝8cm；共振時(shí)的最大加速度為0.08m/s2，最大速度為0.28m/s)三、小結(jié)1．物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下所做的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)的頻率取決于驅(qū)動(dòng)力的頻率；2．共振是受迫振動(dòng)的特殊情況，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于物體固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)振幅最大的現(xiàn)象，叫做共振。3