2022年外力作用下的振动教案.docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第五节外力作用下的振动教学目标：（一）学问与技能1、知道什么是阻尼振动.知道在什么情形下可以把实际发生的振动看作简谐运动.2、知道什么叫驱动力,什么叫受迫振动,能举出受迫振动的实例.3、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关.4、知道什么是共振以及发生共振的条件.（二）过程与方法1、通过演示试验,明白阻尼振动的特点,明确受迫振动的频率打算于驱动力的频率.2、通过分析实际例子,得到什么是受迫振动和共振现象,培育同学理论联系实际的才能.（三）情感、态度与价值观1、振动有多种不同类型说明各种运

2、动形式都是普遍性下的特别性的详细体现.2、通过共振产生条件的教学,熟悉内因和外因的关系.教学重点：受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件.教学难点：共振及产生共振的条件.教学方法 :观看、对比、争论、阅读、试验演示、多媒体展现.教学用具：单摆、受迫振动演示仪、共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、橡皮槌、CAI 课件教学过程 :（一）引入新课老师：通过前面的学习, 我们知道做简谐运动的物体都要受到回复力的作用.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 -

3、- - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -回复力是振动系统内部的相互作用,是内力.假如振动系统不受外力的作用.此时的振动叫固有振动, 其振动频率叫做固有频率. 而实际的振动系统不行防止的要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能要不断损耗,在这种情形下,它将怎样运动了？本节课我们来学习这方面的问题.（二）新课教学1、阻尼振动前面我们争论了简谐运动中能量的转化,对简谐运动而言, 当供应振动系统肯定的能量使它开头振动后,由于机械能守恒, 它就以肯定的振幅永不停息的振动下去,简谐运动是一种抱负化的振动.下面我们来观看两个实际振动：演示

4、：（1）实际的单摆发生的振动.（2）敲击音叉后音叉的振动.现象：单摆和音叉的振幅越来越小,最终停下来.说明：在单摆和音叉的振动过程中, 不行防止的要克服摩擦及其他阻力做功, 系统的机械能就要损耗,振动的振幅就会逐步减小,机械能耗尽之时,振动就会停下来了.阻尼振动：振幅逐步减小的振动,叫做阻尼振动.所谓“阻尼”是指消耗系统能量的因素,它主要分两类：一类是摩擦阻尼, 例如单摆运动时的空气阻力等.另一类是辐射阻尼,例如音叉发声时,一部分机械能随声波辐射到四周空间,导致音叉振幅减小.由于振动系统受到摩擦和其他阻力,即受到阻尼作用, 系统的机械能随着时间而削减,同时振幅也逐步减小.阻尼越小,振幅减小得越

5、慢.阻尼过大时,系 统将不能发生振动.当阻尼很小时, 在一段不太长的时间内,看不出振幅有明显的减小,就可以把它作为抱负振动来处理.阻尼振动的图象：（要求同学画出上述单摆和音叉的运动图象,在实物投影仪x上展现,并赐予讲评）O2、受迫振动t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -演示：用如下列图的试验装置,向下拉一下振子,观看它的振动情形.现象：振子做

6、的是阻尼振动,振动一段时间后停止振动.演示：请一位同学匀速转动把手,观看振动物体的振动情况.现象：现在振子能够连续的振动下去.分析：使振子能够连续振动下去的缘由,是把手给了振动系统一个周期性的外力的作用,外力对系统做功,补偿系统的能量损耗.（1）驱动力：使系统连续的振动下去的外力,叫驱动力.（2）受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动.要想使物体能连续的振动下去, 必需给振动系统施加一个周期性的驱动力作用.受迫振动实例： 发动机正在运转时汽车本身的振动.正在发声的扬声器纸盒的振动.飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动.我们听到声音时耳膜的振动等.（多媒体展现几个受迫振动的实例）电磁打点

7、计时器的振针. 工作时缝纫机的振针.扬声器的纸盒.跳水竞赛时,人在跳板上走过时,跳板的振动. 机器底座在机器运转时发生的振动.（3）受迫振动的特点做简谐运动的弹簧振子和单摆在振动时,按振动系统的固有周期和固有频率振动.通过刚才的学习, 我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动. 那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、 系统的固有频率之间有什么关系了 .演示： 用前面的装置试验.用不同的转速匀速的转动把手,观看振子的振动快慢情形.现象：当把手转速小时,振子振动较慢.当把手转速大时,振子振动较快.物体做受迫振动时,振动物体振动的快慢随驱动力的周期而变化.总结：物体做受迫振动时

8、,振动稳固后的频率等于驱动力的频率.受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -3、共振（1）共振摆试验受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关, 但是假如驱动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_力的频率接近或等于物体的固有频率时又会发生什么现象了 .演示：（共振演示仪）在一根张紧的绳上挂

9、了 几个摆,其中 A、B、C 的摆长相等. 先让 A 摆摇摆,BAEC D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_观看在摇摆稳固后的现象.现象： A 摇摆起来后, B、C、D、E 也随之摇摆,但是它们摇摆的振幅不同,A、B、C 摇摆的振幅差不多,而D 摇摆的振幅最小.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分析： A、B、C 摆长相同,据 T2L1和 f得到, A、B、C 三摆的固有gT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_频率相同. D 摆的摆长与 A 摆相差最多,两者的固有频率相差最大.A 摆振动后通过张紧的绳子给其它各摆施加驱动力,使B、C、D、E 各摆做受迫振

10、动,它们振动的频率都等于A 摆的固有频率.结论：驱动力的频率f 等于振动物体的固有频率f 时,振幅最大.驱动力的频率 f 跟固有频率 f 相差越大,振幅越小.（2）共振驱动力频率接近物体的固有频率时,受迫振动的振幅最大, 这种现象叫做共振.（3）发生共振的条件驱动力频率与物体的固有频率相等或接近.（4）共振曲线A受通过上述试验我们知道, 受迫振动的振幅A 与驱动力的迫振的频率 f 及振动物体的固有频率f 之间的关系有关, 它们之动振间的这种关系可用图象来表示, 这个图象叫共振曲线, 如图：幅Off纵轴：表示受迫振动的振幅.横轴：表示驱动力的频率.特点： 当驱动力频率等于物体固有频率时,物体振动

11、的振幅最大.驱动力频可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -率与固有频率相差越大,物体的振幅越小.（5）共振的实例：声音的共鸣演示： 两个频率相同的带有共鸣箱的音叉,放在试验台上.先用小槌打击音叉 A 的叉股,使它发声,过一会儿,用手按住音叉A 的叉股,使 A 停止发声,观看发生的现象.现象：可以听到没被敲打的音叉B 发出了声音.演示： 在其中的一

12、只音叉的叉股上套上一个套管,重新做上面的试验,观看发生的现象.现象：音叉 B 不再发出声音了.分析：音叉 A 的叉股被敲时发生振动, 在空气中激起声波, 声波传到音叉 B, 给音叉 B 以周期性的驱动力.第一次试验时,A、B 的固有频率相同,符合产生 共振的条件,于是B 的振幅最大,就可以听到B 发出的声音.其次次试验时,由 于给 B 的音叉套上了套管, 使 A、B 的固有频率不再相同, 此时 B 不能产生共振, 发出的声音很小,甚至听不到.声音的共振现象叫共鸣.共鸣箱所起的作用是使音叉的声音加强.（6）共振的应用和防止利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率实例：共振筛、音箱、小

13、提琴与二胡等乐器设置共鸣箱、建筑工的上浇铸混凝土时使用的振捣器、跳水运动员做起跳动作的“颠板”过程等.防止共振时, 应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同,而且相差越大越好实例： 火车过桥时要放慢速度、军队过桥时用便步行走、轮船航行时要看波浪的打击方向而转变轮船的航向和速度、机器运转时为了防止共振要调剂转速 等.（三）课堂小结1、实际的振动系统由于受到外界阻尼作用,振动系统的机械能逐步减小, 振幅逐步减小, 这种振动叫阻尼振动, 实际的振动系统假如没有能量补充都是阻尼振动,简谐运动只是一种抱负的模型.2、物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动,受迫振动的频率取决可编辑资料 - - - 欢

14、迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -于驱动力的频率.3、共振是受迫振动的特别情形,当驱动力的频率接近或等于物体固有频率时,受迫振动振幅最大的现象,叫做共振.（四）布置作业完成“问题与练习”的题目,阅读“科学闲逛”中的材料.附：课后练习1、火车在铁轨上匀速行驶,每根铁轨长12.5cm,某旅客在小桌上放了一杯 水,杯中水晃动的固有频率是2Hz,当火车行驶速度是多少km/h

15、时,杯中水的晃动最厉害 .（参考答案： 90km/h）2、家用洗衣机的甩干机关闭后转速逐步减小为零的过程中,会发觉有一小段时间洗衣机抖动得最厉害.这一现象应如何说明.（参考答案：洗衣机的固有频率 f 小于甩干机的正常转动圆频率 2 n,关机后,驱动力频率 2 n 减为 0 的过程中总有某一时刻等于 f ,于是发生共振, 使洗衣机抖动最厉害）3、一只酒杯,用手指弹一下发出悦耳的声音,测得其振动的固有频率为300Hz,将它放在两只大功率的音箱中间,调整音箱发音的频率,能使酒杯碎掉,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这是 现象,这时音箱所发出声音的频率为（参考答案：共振. 300） H

16、z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、A、B 两弹簧振子, A 固有频率为 f , B 固有频率为 4f ,如它们均在频率为 3f 的驱动力作用下做受迫振动,就（B）AA 的振幅较大,振动频率为fBB 的振幅较大,振动频率为3fCA 的振幅较大,振动频率为3fDB 的振幅较大,振动频率为4f5、某振动系统的固有频率f 1,该振动系统在频率为f 2 的驱动力作用下做受迫振动,系统的振动频率为（B）Af 1B f 2Cf 1+f 2D（f +f2 ）/26、如图为一单摆的共振曲线, 就该单摆的摆长约为多少.共振时单摆的振幅多大.共振时摆球的最大加速度和最大速度大小各为多少.可编辑资

17、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（参考答案：摆长： L 1m.共振时的振幅为A8 cm.共振时的最大加速可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2度为 0.08m/s,最大速度为 0.28 m/s ）A/cm8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_O0.5f/Hz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载