人教版 (2019)选择性必修 第一册受迫振动共振教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册受迫振动共振教学ppt课件，共17页。PPT课件主要包含了问题导入，振动中的能量损失，课堂练习，受迫振动，共振现象及其应用，共振的危害，共振的防止，fDfA等内容，欢迎下载使用。
“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？
思考：让单摆、弹簧振子自由振动，忽略空气阻力，则单摆，弹簧振子做什么运动？
固有频率：物体固有振动时的频率
固有振动：简谐运动的周期或频率与振幅无关，仅由系统自身的性质决定,我们把这种振动称为固有振动。
实际生活中，的振动系统都会受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用。
实际的振动一定是阻尼振动。
阻尼振动：振动系统受到的阻力作用叫做阻尼．阻尼振动的振幅不断减小．振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快．当阻尼很小时，就可以忽略，当成简谐运动来处理．
思考1：随着振幅的减少，振动的频率会变化吗？
敲击音叉后听到声音的强度逐渐减弱，但声音的音调并不会发生改变，这就说明振幅变小了，但是频率并没有变。
思考2：阻尼振动中你知道振动系统能量衰减的方式是有哪些吗？
①一种是由于振动系统受到摩擦阻力的作用，使振动系统的机械能逐渐转化为内能。
②另一种是由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周辐射出去，从而自身机械能减少。
例1：这是一个单摆做阻尼振动的图像，A、B是摆球先后经过的同一个位置，比较他们的机械能，势能和动能的关系。
①简谐运动的机械能只和振幅有关，而A点的振幅比B点的振幅大，所以EA>EB。
②势能是摆球离开平衡位置所具有的能量，A、B的位移是相同的，所以EPA=EPB。
③因为动能+势能=机械能，他们的势能相同，而EA>EB，所以有EKA>EKB。
思考：阻尼振动最终要停下来，那么怎样才能产生持续的振动呢？
驱动力：对振动系统施加的周期性的外力
受迫振动：系统在驱动力作用下的振动
机器运转时底座发生的振动、扬声器纸盆的振动，都是受迫振动。
做一做：研究受迫振动的频率
如图 ，架子上面的电动机向下面的两组弹簧—钩码系统施加周期性的驱动力，使钩码做受迫振动。改变电动机的转速可以调整驱动力的频率。 接通电源，使钩码做受迫振动，记录驱动力的频率和钩码振动的频率。改变驱动力的频率，再做记录。钩码做受迫振动的频率与驱动力的频率有什么关系？
实验结论：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。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。
铁架横梁上挂着几个摆长不同的摆。其中，A与D、G的摆长相同，D的摆球质量大于其他摆球。使D摆偏离平衡位置后释放，D摆在振动中通过横梁对其他几个摆施加周期性的驱动力。在振动稳定后比较各球的振幅。
实验结论：物体在做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率相差越小，受迫振动的振幅越大；当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅达到最大，这种现象叫做共振。
例2：绷紧的绳子上挂上四个球，A和D的长是L，B的长是L/2，C的摆长是3L/2。先让A动起来，其他个球也将随着摆动，B、C、D哪个振幅最小？
解：固有频率与驱动力A的频率差距振幅就小。
B的固有频率与A驱动力频率差距最大，所以B的振幅最小。
【例2】如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为1 Hz，然后匀速转动摇把，转速为120 r/min，当振子振动稳定时，它的振动周期为A．0.5 s B．0.25 s C．1 s D．2 s
【例3】如图是探究单摆共振条件时得到的图像，它表示了振幅跟驱动力频率之间的关系，(取π2＝g)试分析：(1)这个单摆的摆长l是多少？(2)如果摆长变长一些，画出来的图像的最高峰将向哪个方向移动？