高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊(cè)6 受迫振動(dòng) 共振完整版課件ppt

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受迫振動(dòng) 共振
第2章 第6節(jié)
人教版高中物理選擇性必修1
板書設(shè)計(jì)
作業(yè)布置
拓展提高
課堂總結(jié)
“洗”是古代盥洗用的臉盆，多用青銅鑄成，現(xiàn)代亦有許多仿制的工藝品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，到一定節(jié)奏時(shí)還會(huì)濺起層層水花。這是為什么?
新知導(dǎo)入
一、固有周期和固有頻率
固有周期：固有振動(dòng)的周期T0
固有振動(dòng)：
振動(dòng)系統(tǒng)不受外力作用的振動(dòng)
物體的振動(dòng)周期與頻率由振動(dòng)物體本身性質(zhì)決定的，與振幅無(wú)關(guān)。如：彈簧振子:
固有頻率：固有振動(dòng)的頻率f0
單擺：
新知講解
二、阻尼振動(dòng)
1、演示2、阻尼振動(dòng)：振幅逐漸減小的振動(dòng)3、阻尼振動(dòng)的圖像：4、振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)。5、實(shí)際的自由振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)
新知講解
三、受迫振動(dòng)
1、驅(qū)動(dòng)力： 作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動(dòng)： 系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)3、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)： 受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。
用什么方法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢？
新知講解
四、共 振
1、共振曲線2、共振驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)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。 驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
新知講解
五、共振的防止和應(yīng)用
1、防止：使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。2、應(yīng)用：使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率。
共振現(xiàn)象在生活中有哪些應(yīng)用？
新知講解
1、(多選)下列關(guān)于共振和防止共振的說(shuō)法,正確的是 (　　)A.共振現(xiàn)象總是有害的,所以要避免共振現(xiàn)象發(fā)生B.隊(duì)伍過(guò)橋要慢行是為了不產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力,從而避免產(chǎn)生共振C.火車過(guò)橋慢行是為了使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率,從而避免產(chǎn)生共振D.利用共振時(shí),應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率;防止共振危害時(shí),應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)物體的固有頻率
CD
課堂練習(xí)
振動(dòng)圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線
振幅逐漸減小的振動(dòng)
振動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)
不受阻力作用
受阻力作用
受阻力和驅(qū)動(dòng)力作用
固有頻率
固有頻率
驅(qū)動(dòng)力頻率
不變
減小
大小不確定
形狀不確定
振動(dòng)物體的機(jī)械能不變
機(jī)械能逐漸減小
驅(qū)動(dòng)力對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)做功,補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損耗
彈簧振子振動(dòng),單擺做小角度擺動(dòng)
敲鑼打鼓發(fā)出的聲音越來(lái)越弱
揚(yáng)聲器紙盆振動(dòng)發(fā)聲、鐘擺的擺動(dòng)
新知講解
2、(多選)單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是 (　　)A.擺球在A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B.擺球在A時(shí)刻的勢(shì)能等于B時(shí)刻的勢(shì)能C.擺球在A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D.擺球在A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能
解析:在單擺振動(dòng)過(guò)程中,因不斷克服空氣阻力做功使機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小,但在振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和重力勢(shì)能仍在不斷地相互轉(zhuǎn)化,由于A、B兩時(shí)刻,單擺的位移相等,所以重力勢(shì)能相等,但動(dòng)能不相等,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。
BD
課堂練習(xí)
1、(多選)單擺在空氣中做阻尼振動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 (　　)A.振動(dòng)的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B.后一時(shí)刻擺球的動(dòng)能一定比前一時(shí)刻小C.后一時(shí)刻擺球的勢(shì)能一定比前一時(shí)刻小D.后一時(shí)刻擺球的機(jī)械能一定比前一時(shí)刻小
解析:由于單擺在空氣中做阻尼振動(dòng),克服空氣、摩擦阻力做功,使機(jī)械能不斷減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。后一時(shí)刻的動(dòng)能和勢(shì)能不一定比前一時(shí)刻小,但后一時(shí)刻擺球的機(jī)械能一定比前一時(shí)刻小。
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拓展提高
2、(多選)下列說(shuō)法正確的是( 　　 )A.實(shí)際的自由振動(dòng)一定是阻尼振動(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)定后的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)
解析:實(shí)際的自由振動(dòng),必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量,振幅會(huì)逐漸減小,所以必然是阻尼振動(dòng),故選項(xiàng)A、C正確;只有在周期性外力(驅(qū)動(dòng)力)作用下的物體所做的振動(dòng)才是受迫振動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定,與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān),故選項(xiàng)D正確。
ACD
拓展提高
3、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(lái),其他各擺隨后也振動(dòng)起來(lái),則在B、C、D、E四個(gè)擺中,振幅最大的是(　　)A.B B.C C.D D.E
解析:A振動(dòng)起來(lái)以后,B、C、D、E四個(gè)擺均做受迫振動(dòng),其中E的擺長(zhǎng)與A的擺長(zhǎng)相等,即固有周期相等,故E擺滿足共振的條件,其振幅最大。
D
拓展提高
4、(多選)一洗衣機(jī)脫水桶在正常工作時(shí)非常平穩(wěn),當(dāng)切斷電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來(lái)越劇烈,然后振動(dòng)再逐漸減弱。對(duì)這一現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.正常工作時(shí),洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大B.正常工作時(shí),洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小C.正常工作時(shí),洗衣機(jī)脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率D.當(dāng)洗衣機(jī)振動(dòng)最劇烈時(shí),脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率
解析:切斷電源后脫水桶的轉(zhuǎn)速越來(lái)越小,即脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越來(lái)越小。當(dāng)洗衣機(jī)脫水桶正常工作時(shí),非常穩(wěn)定,則正常工作時(shí)的頻率大于洗衣機(jī)的固有頻率,故選項(xiàng)A正確;當(dāng)振動(dòng)最劇烈時(shí),洗衣機(jī)發(fā)生了共振,即選項(xiàng)D正確。
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拓展提高
外力作用下的振動(dòng)
阻尼振動(dòng)
共振
共振產(chǎn)生的條件
共振現(xiàn)象的應(yīng)用和防止
受迫振動(dòng)
振幅隨時(shí)間逐漸減小的振動(dòng)
系統(tǒng)受到周期性外力作用下的振動(dòng)
課堂總結(jié)
外力作用下的振動(dòng)
阻尼振動(dòng)
共振
共振產(chǎn)生的條件
共振現(xiàn)象的應(yīng)用和防止
受迫振動(dòng)
振幅隨時(shí)間逐漸減小的振動(dòng)
系統(tǒng)受到周期性外力作用下的振動(dòng)
板書設(shè)計(jì)
課后練習(xí)和同步練習(xí)
作業(yè)布置
課程結(jié)束
人教版高中物理選擇性必修1