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文件名称:24秋-25春人教版选择性必修第一册 13 第二章 6 受迫振动 共振.pptx
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总页数:31 页
更新时间:2025-05-15
总字数:约2.65千字
文档摘要

;学习任务目标;问题式预习;2.阻尼振动

(1)定义:振幅随时间逐渐______的振动,其振动图像如图所示。

(2)振动系统能量衰减的两种方式

①受到______阻力作用,系统的机械能逐渐转化为______。

②由于引起邻近介质中各质点的_____,使能量向四周___________。;知识点二受迫振动共振现象及其应用

1.受迫振动

受迫振动的频率等于_________的频率,与物体的____________无关。

2.共振

(1)条件:驱动力的频率______物体的固有频率。

(2)现象:受迫振动的______达到最大。

(3)共振曲线:如图所示为受迫振动的________与_____________的关系图像,图中f0为振动物体的固有频率。;[微训练]

根据预习内容判断以下说法的正误。

1.固有频率由系统自身决定。()

2.阻尼振动的频率不断减小。()

3.阻尼振动的振幅不断减小。()

4.受迫振动的频率等于振动系统的固有频率。()

5.??动力频率越大,振幅越大。()

6.当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大。();[微思考]

历史上曾出现过多起军队齐步过桥时桥梁倒塌的现象。这些事故的原因是什么?

提示:当军队大批人马以相同的步调走过大桥时,由于引起的振动频率与桥的固有频率相同,产生共振现象,导致桥梁结构破损。;任务型课堂;B解析:受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动,驱动力是周期性变化的,不可能为恒力;系统做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,这个频率可能大于、等于或小于固有频率,故B正确。;2.某物理学习小组制作了一个实验装置,如图所示,在曲轴上悬挂一个弹簧振子,如果转动把手,曲轴可以带动弹簧振子上下振动。

(1)开始时不转动把手,而是用手往下拉振子,然后放手让振子上下振动,测得振子在10s内完成40次全振动(不计空气阻力和摩擦),振子中的小球做什么运动?其固有周期和固有频率分别是多少?若考虑摩擦和空气阻力,振子做什么类型的振动?

(2)某同学若以8r/s的转速匀速转动把手,

振子的振动稳定后,振子做什么运动?

其周期和频率各是多少?;答案:(1)简谐运动0.25s4Hz阻尼振动

(2)受迫振动0.125s8Hz;;[探究活动]

在一座寺院里摆放了一种乐器——磬,寺院里的钟声响起时,磬也会发出嗡嗡的响声,出现不敲自鸣的现象。当在寺院的和尚用钢锉在磬上锉了几处之后,磬再也不会在钟声响起时发声。;(1)磬为什么会在钟声响起时发声?

提示:磬不敲自鸣是因为寺院里钟声的频率和其固有频率相同,引发了共振现象。

(2)磬后来为何又不再有“不敲自鸣”的现象了?

提示:寺院的和尚用钢锉在磬上锉了几处,就改变了磬的固有频率,从而破坏了磬和寺里钟声产生共振的条件,磬也就不会不敲自鸣了。;[评价活动]

1.《太平广记》中记载到“魏时,殿前钟忽大鸣,震骇省署”,查其原因后得知“此蜀铜山崩,故钟鸣应之也”。下列四幅图对应的情境中涉及的物理原理与“山崩钟鸣”原理相同的是()

A.图(d)为玻璃杯在音波的作用下碎裂

B.图(c)为扬声器表面的碎屑随播放而跳动

C.图(b)为汽车底部的减震器随汽车行驶而振动

D.图(a)为飞行中的蝙蝠利用回声来判断障碍物的方位;A解析:“山崩钟鸣”原理属于声音的共鸣现象,与之原理相同的是A项,即题图(d)中玻璃杯在音波的作用下碎裂是由声波的共振造成的;B、C两项都是物体在驱动力作用下的受迫振动;D项是机械波的反射现象。;2.近些年,科学家们逐步对极地进行开发和探索,由于极地大面积被冰雪覆盖,开发和探索的进度受到影响,人们为了加快进度发明了共振破冰船,如图所示。破冰船利用专用传感器感应冰面的振动反馈,自动调节锤头振动频率。当冰层与锤头发生共振时,可以大幅提高破冰效率。结合所学知识,下列说法正确的是()

A.锤头振动频率越高,冰层的振动幅度越大,破冰效果越好

B.破冰效果最好时,锤头的振动频率等于冰层的固有频率

C.破冰船停止工作后,冰层余振的振幅越来越小,频率也越来越小

D.对于不同冰层,破冰效果最好时,锤头的振动频率相同;B解析:当驱动力频率等于物体固有频率时,物体的振幅最大,当驱动力频率小于固有频率时,随着驱动力频率增大,振幅增大,当驱动力频率大于固有频率时,随着驱动力频率增大,振幅减小,故A错误,B正确;破冰船停止工作后,冰层余振的振幅越来越小,但频率不变,故C错误;破冰效果最好时,锤头的振动频率等于冰层的固有频率,不同冰层固有频率不同,所以锤头的振动频率不相同,故D错误。;;;过程性达标;AD解析:单摆做阻尼振动,不断克服空气阻力做功,使机械能转化为内能,但在振动过程中,动能和势能仍在不断相互