《阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng)》課件3.ppt

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1、高中物理·選修3-4·教科版第一章　機(jī)械振動(dòng)1.4阻尼振動(dòng)　受迫振動(dòng)[目標(biāo)定位]1.知道阻尼振動(dòng)和無阻尼振動(dòng)并能從能量的觀點(diǎn)給予說明.2.知道受迫振動(dòng)的概念．知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟振動(dòng)物體的固有頻率無關(guān).3.理解共振的概念，知道常見共振的應(yīng)用和危害．一、阻尼振動(dòng)1．阻尼振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)過程中受到的作用，振動(dòng)逐漸消逝，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰?，這種振動(dòng)叫做振動(dòng)．2．自由振動(dòng)(無阻尼振動(dòng))系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身作用下的振動(dòng)．3．固有頻率：振動(dòng)的頻率．固有頻率由決定．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)阻力振動(dòng)能量阻尼回復(fù)力自由系統(tǒng)本身的特征想一想阻尼振動(dòng)中，在振幅逐漸減小的過程中，振子的周期

2、如何變化？答案不變．周期與振幅無關(guān)．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)二、受迫振動(dòng)1．驅(qū)動(dòng)力：的外力．2．受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在作用下的振動(dòng)．3．振動(dòng)穩(wěn)定后受迫振動(dòng)的周期總等于的周期，受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與物體的固有頻率關(guān)系．三、共振驅(qū)動(dòng)力的頻率振動(dòng)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．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)周期性驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力沒有等于共振想一想自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振分別對(duì)應(yīng)的周期(或頻率)是什么？答案自由振動(dòng)對(duì)應(yīng)固有周期(或固有頻率)，受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)，而共振對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與固有周期(或頻率)相等．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)四、共振的應(yīng)用和防止在需要利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率或振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率；在需

3、要防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)接近等于遠(yuǎn)離一、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)1．阻尼振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在阻力的作用下，振幅逐漸減小的振動(dòng)．說明：阻尼振動(dòng)中振幅雖逐漸減小，但振動(dòng)的頻率不會(huì)變化，此頻率為固有頻率，由振動(dòng)系統(tǒng)決定．2．受迫振動(dòng)是指系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)．做受迫振動(dòng)的物體的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)．說明：受迫振動(dòng)中，若周期性的驅(qū)動(dòng)力給系統(tǒng)補(bǔ)充的能量與系統(tǒng)因振動(dòng)阻尼消耗的能量相等，物體做等幅振動(dòng)，但此振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．課堂講義課堂講義【例1】一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)過程中()A．振幅越來越小，周期也越來越小B．振幅越來越小，周期不變C．在振動(dòng)過

4、程中，通過某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變D．在振動(dòng)過程中，機(jī)械能不守恒，周期不變解析因單擺做阻尼振動(dòng)，所以振幅越來越小，機(jī)械能越來越小，但振動(dòng)周期不變．答案BD課堂講義【例2】如圖1－4－1所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為()A．1HzB．3HzC．4HzD．5Hz解析受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為1Hz，選項(xiàng)A正確．答案A圖1－4－1課堂講義二、對(duì)共振的理解1．定義物體做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振．2．發(fā)生共振的

5、條件f驅(qū)＝f固，即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率．課堂講義3．共振曲線(如圖1－4－2所示)圖1－4－2課堂講義4．共振的防止與利用(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率一致．如共振篩、蕩秋千、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等．(2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時(shí)，要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率和固有頻率不相等，而且相差越多越好．如：部隊(duì)過橋應(yīng)便步走．說明：共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象．課堂講義【例3】如圖1－4－3所示，在一根張緊的水平繩上懸掛五個(gè)擺，其中A、E的擺長(zhǎng)為l，B的擺長(zhǎng)為0.5l，C的擺長(zhǎng)為1.5l，D的擺長(zhǎng)為2l，先使A振動(dòng)起來，其他各擺隨

6、后也振動(dòng)起來，則擺球振動(dòng)穩(wěn)定后()A．D的振幅一定最大B．E的振幅一定最大C．B的周期一定最短D．四個(gè)擺的周期相同圖1－4－3課堂講義解析A振動(dòng)起來后，使得B、C、D、E做受迫振動(dòng)，振動(dòng)的頻率都等于A振動(dòng)的頻率，即各擺振動(dòng)的周期都相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；由于D與A的擺長(zhǎng)相差最大，E與A的擺長(zhǎng)相等，所以D的振幅最小，E發(fā)生共振，振幅最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．答案BD課堂講義【例4】如圖1－4－4所示一彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，由圖可知()A．驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B．驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，振子的振動(dòng)頻率為f3C．假如讓振子自由振動(dòng)，它的頻率為f2D．振子做自

7、由振動(dòng)時(shí)，頻率可以為f1、f2、f3圖1－4－4課堂講義解析由題圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí)，振子的振幅最大，即振子發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；由共振條件知振子的固有頻率為f2，所以C正確，D錯(cuò)誤；振子做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，故B正確．答案ABC對(duì)點(diǎn)練習(xí)單擊此處進(jìn)入對(duì)點(diǎn)練習(xí)再見