高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 受迫振动 共振公开课ppt课件

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“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么？
自由振动：振动系统在自身结构影响下的振动
固有周期(频率)：由自身结构所决定的周期T0(f0)
物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。
思考：现实生活中是否存在简谐运动？
若振动过程中存在阻力，它的振幅又发生如何变化呢？
1.阻尼振动：振动系统在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐渐减小的振动.
生活中的实际的振动一定是阻尼振动
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。
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？
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！
简谐运动与阻尼振动的比较：
想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？
1.驱动力：周期性作用于振动系统的外力叫做驱动力。
2.受迫振动：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。
1.定义：驱动力的频率f 等于物体的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
结论：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。
观察与思考：哪个摆球的振幅最大？
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。
1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌。
现象一：唐朝的时候，洛阳某寺一僧人房间的一件乐器磬，经常莫名其妙的自动鸣响，这是什么物理原理呢？
现象二：登山队员在登山过程中不能大声说话，为什么？
现象三：各国都规定大队人马过桥，要便步通过，为什么？
1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。
军队过桥便步走,火车过桥慢行
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。
大千世界： 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.这是怎么回事呢？大家能解释吗？
振动系统在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐渐减小的振动.
受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。
驱动力的频率f 等于物体的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
【典例1】（2022·全国·高二专题练习）(多选）下列说法中正确的是（　　）A．实际的自由振动必然是阻尼振动B．阻尼振动的振幅越来越小C．在外力作用下的振动是受迫振动D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关
【典例2】（2022·全国·高二专题练习）下列说法正确的是（　　）A．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率B．为了防止桥梁发生共振而坍塌， 部队要齐步通过桥梁C．鼓手随音乐敲击鼓面时， 鼓面的振动是自由振动D．较弱声音可震碎玻璃杯， 是因为玻璃杯发生了共振
【典例3】（2022·浙江·高三阶段练习）（多选）如图所示，某儿童玩具由卡通人物、具有一定质量的弹簧和小球三部分组成，这三部分自上而下紧密连接在一起，手握卡通人物并保持静止，将小球下拉一定距离后由静止释放（弹簧在弹性限度内），可以观察到小球在上下振动过程中其振幅快速减小，依据上述现象，下列说法正确的是（　　）A．小球在运动过程中动能一直在减小B．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变C．小球向上运动时，小球的机械能可能减小D．小球每次经过同一位置时，弹簧的机械能都相等
【典例4】（2022·重庆八中高二阶段练习）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MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz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钢片振幅很大，其余钢片振幅很小。则（　　）A．钢片a的振动频率约为100HzB．钢片b的振动频率约为90HzC．钢片c的振动频率约为80HzD．电动机的转速约为90r/min
【典例5】（2022·全国·高二专题练习）如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为10 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为________，频率为________，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】5cm     2Hz     增大