（外力作用下的振動）人教版高中物理選修3-4教學課件

1、講解人：精品課件 時間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第1節(jié) 外力作用下的振動第十一章 機械振動人教版高中物理選修3-4第一頁，共二十三頁。2.振動的能量與振幅有關，振幅越大，振動的能量越大1.簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。復習引入第二頁，共二十三頁。（1）彈簧振子: 彈簧振子簡諧運動的周期和頻率只由振動系統(tǒng)本身的因素決定，與振幅無關.（2）單擺： 單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質量無關。簡諧運動的兩種模型第三頁，共二十三頁?！練w納總結】兩種模型的共同點

2、：1、只受振動系統(tǒng)的內力作用2、機械能守恒3、振動頻率只與系統(tǒng)本身因素有關。如果振動系統(tǒng)不受外力作用,此時的振動叫做自由振動,也叫固有振動,其振動頻率稱為固有頻率.在自由振動的簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。簡諧運動的兩種模型第四頁，共二十三頁。（1）定義：振動系統(tǒng)不受外力的作用，此時的振動叫做固有振動，其振動頻率稱為固有頻率。（2）條件：在振動方向只受回復力作用（3）能量：機械能守恒（4）圖像：振幅不變4、固有周期和固有頻率簡諧運動的兩種模型第五頁，共二十三頁?！舅伎肌浚含F實生活中是否存在簡諧運動？若振動過程中存在阻力，它的振幅又發(fā)生如何變化呢？ 簡

3、諧運動的兩種模型第六頁，共二十三頁。實際振動情況： 當系統(tǒng)受到阻力的作用時，我們說振動受到了阻尼。（1）條件：受到阻力（2）能量：機械能轉化為內能（3）圖象：振幅逐漸減小阻尼振動第七頁，共二十三頁。 定義：振幅逐漸減小的振動，叫阻尼振動。思考1：為什么做阻尼振動的物體，振幅要越來越小呢？思考2：用什么方法才能得到持續(xù)的振動呢？阻尼振動第八頁，共二十三頁。 用周期性的外力作用于振動系統(tǒng)，通過外力對系統(tǒng)做正功，補償系統(tǒng)機械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動下去。若外力恰好補充系統(tǒng)損失的機械能，則物體振動的振幅不變，稱為等幅振動。 阻尼振動第九頁，共二十三頁。1、驅動力：作用在振動物體上的周期性的外力。2、

4、受迫振動：物體在外界驅動力作用下的振動。 3、受迫振動實例：跳板在人走過時發(fā)生的振動聽到聲音時耳膜的振動電磁打點計時器的振針所做的振動機器底座在機器運轉時發(fā)生的振動受迫振動的快慢（頻率周期）跟什么有關呢?受迫振動第十頁，共二十三頁。實驗研究受迫振動第十一頁，共二十三頁。 結論1： 物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率，跟物體的固有頻率無關。思考：物體做受迫振動的振幅是否與物體的固有頻率也無關呢? 結論2： 驅動力的頻率等于振動物體的固有頻率時，振幅最大； 驅動力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。受迫振動第十二頁，共二十三頁。驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，

5、這種現象叫做共振。圖象的意義：f驅= f固時，振幅有最大值f驅與 f固差別越大時，振幅越小共振第十三頁，共二十三頁。共振現象舉例：聲音擊碎玻璃杯： 當聲音的頻率與酒杯的固有頻率相等時，酒杯由于共振而爆裂。共振第十四頁，共二十三頁。共振的應用和防止測量發(fā)動機轉速的轉速計 共振篩共振的應用：使驅動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率共振第十五頁，共二十三頁。 1940年，美國全長860米的塔柯姆大橋因大風而塌毀 共振第十六頁，共二十三頁。橋梁的共振現象共振第十七頁，共二十三頁。共振的防止：軍隊過橋便步走，火車過橋慢行 1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振

6、而斷裂。使驅動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好共振第十八頁，共二十三頁。機器運轉時為了防止共振要調節(jié)轉速或者在振動物體底座加防振墊. 洗衣機把衣服脫水完畢切斷電源后，電動機由于慣性還要轉一會兒才能停下來，在這個過程中，洗衣機的振動劇烈程度有變化，其中有一陣子最劇烈，試分析這一現象。 共振第十九頁，共二十三頁?！镜淅?】在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，飛機的機翼(翅膀)很快就抖動起來，而且越抖越厲害后來人們經過了艱苦的探索，利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法，解決了這一問題在飛機機翼前裝置配重桿的目的主要是( )A加大飛機的慣性B使機體更加平衡C使機翼更加牢固D改

7、變機翼的固有頻率D典型例題第二十頁，共二十三頁?！镜淅?】AB兩個彈簧振子,A的固有頻率為f,B的固有頻率為4f,若它們均在頻率為3f的驅動力作用下做受迫振動,則( )A.振子A的振動幅度較大,振動頻率為fB.振子B的振動幅度較大,振動頻率為3fC.振子A的振動幅度較大,振動頻率為3fD.振子B的振動幅度較大,振動頻率為4fB典型例題第二十一頁，共二十三頁。1、受迫振動：物體在外界驅動力作用下的振動2、物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率，跟物體的固有頻率無關3、驅動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現象叫做共振。4、利用共振時，應使驅動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率； 防止共振時，應使驅動力的頻率與物體的固有頻率不同，而