生活中的振动 课件-高二上学期物理鲁科版(2019)选择性必修第一册 .pptx

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1、生活中的振动生活中的振动知识回顾知识回顾认识了一种新的运动形式：认识了一种新的运动形式：；学习了两个新的物理模型学习了两个新的物理模型弹簧振子弹簧振子单摆单摆简谐运动简谐运动理想模型理想模型：没有摩擦和空气阻力；：没有摩擦和空气阻力；动能和势能发生相互转化，机械能守恒。动能和势能发生相互转化，机械能守恒。振动物体的周期（或频率）振动物体的周期（或频率）大量研究表明，在自由状态下（振动系统不受外界作用），大量研究表明，在自由状态下（振动系统不受外界作用），振动物体的周期（或频率）振动物体的周期（或频率）与振幅大小无关与振幅大小无关，只只由振动系统本身的性质决定由振动系统本身的性质决定；物体在自由

2、状态下的振动周期（或频率），物体在自由状态下的振动周期（或频率），叫做叫做固有周期固有周期（或固有频率）；（或固有频率）；19401940 年年1111月月7 7日美国日美国 TocamaTocama 悬索桥坍塌悬索桥坍塌外力作用下的振动外力作用下的振动实际的振动过程总是实际的振动过程总是存在阻力存在阻力，系统的能量必然会损失。，系统的能量必然会损失。当系统受到阻力的作用时，我们说振动当系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼受到了阻尼。系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，最后停下来。最后停下来。1 1、阻尼振动：振幅逐渐减

3、小的振动；、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动；（1 1）振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快；）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。阻尼过大时，系统将不能发生振动。（2 2）图像：）图像：问：问：阻尼振动最终要停下来，阻尼振动最终要停下来，用什么方法才能得到用什么方法才能得到持续的振动持续的振动呢？呢？补充能量补充能量通过给摆钟上弦，通过给摆钟上弦，给摆持续的给摆持续的周期性外力周期性外力,补偿系统机械能的损耗补偿系统机械能的损耗;答：答：使周期性的外力使周期性的外力作用于振动系统，作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，外力对系统做功，补偿系统的

4、能量损耗，使系统的振动维持下去。使系统的振动维持下去。2、受迫振动：、受迫振动：物体在周期性外力作用下的振动；物体在周期性外力作用下的振动；这种周期性的外力叫做这种周期性的外力叫做驱动力驱动力；请同学们举出生活中受迫振动的例子：请同学们举出生活中受迫振动的例子：电磁打点计时器的振针所做的振动电磁打点计时器的振针所做的振动在机器运转时机器底座发生的振动在机器运转时机器底座发生的振动听到声音时耳膜的振动听到声音时耳膜的振动在人走过时跳板发生的振动在人走过时跳板发生的振动受迫振动的频率和振幅遵循什么样的规律呢？受迫振动的频率和振幅遵循什么样的规律呢？2、受迫振动：、受迫振动：物体在周期性外力作用下的

5、振动；物体在周期性外力作用下的振动；这种周期性的外力叫做这种周期性的外力叫做驱动力驱动力；2、受迫振动：、受迫振动：物体在周期性外力作用下的振动；物体在周期性外力作用下的振动；这种周期性的外力叫做驱动力；这种周期性的外力叫做驱动力；实验探究实验探究1 物体做物体做受迫振动受迫振动时，振动稳定后时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关；与物体的固有频率无关；实验探究实验探究2 物体做受迫振动时，物体做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率越接近，驱动力的频率与物体的固有频率越接近，受迫振动的振幅越大受迫振动的振幅越大；3、共振：、共振：当当驱动力的频率等

6、于物体的固有频率驱动力的频率等于物体的固有频率时，时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振；受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振；（1）横轴：表示驱动力的频率；）横轴：表示驱动力的频率；纵轴：表示受迫振动的振幅；纵轴：表示受迫振动的振幅；（2）驱动力的频率与物体的固有频率越接近，）驱动力的频率与物体的固有频率越接近，受迫振动的振幅越大；受迫振动的振幅越大；驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越小。受迫振动的振幅越小。（1 1）共振的应用）共振的应用4 4、共振的应用与防止、共振的应用与防止 微波炉加热原理 食物中水分子的振动频率约为2500

7、MHz，具有大致相同频率的电磁波称为“微波”。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，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。（2 2）共振的防止）共振的防止4 4、共振的应用与防止、共振的应用与防止19401940 年年1111月月7 7日美国日美国 TocamaTocama 悬索桥因风共振而坍塌悬索桥因风共振而坍塌军队过桥便步走，火车过桥慢行军队过桥便步走，火车过桥慢行 1831 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥年，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，

8、桥梁发生共振而断裂。时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。（2 2）共振的防止）共振的防止4 4、共振的应用与防止、共振的应用与防止a、部队过桥时要用便步，以免产生周期性的驱动力；、部队过桥时要用便步，以免产生周期性的驱动力；火车过桥时要慢开，使驱动力的频率远小于桥梁的固有频率；火车过桥时要慢开，使驱动力的频率远小于桥梁的固有频率；b、机器运转时为了防止共振要调节转速机器运转时为了防止共振要调节转速 或者在振动物体底座加防振垫；或者在振动物体底座加防振垫；c、装修剧场、房屋时使用吸声材料等；、装修剧场、房屋时使用吸声材料等；1、汽车的车身是装在弹簧上的，汽车的车身是装在弹簧上的，某车的车身

9、某车的车身弹簧弹簧系统系统的固有周期是的固有周期是1.5s。汽车在一条起伏不平的路上行驶，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路路面面凸起处大约都凸起处大约都相隔相隔是是8m。汽车以多大的速度行驶时汽车以多大的速度行驶时，车身车身上下颠簸的上下颠簸的最最剧烈？剧烈？例题：例题：解析：解析：汽车在起伏不平的公路上行驶时，汽车在起伏不平的公路上行驶时，当路面对汽车的驱动力频率等于系统的固有频率时，当路面对汽车的驱动力频率等于系统的固有频率时，车身产生共振，振动得最激烈车身产生共振，振动得最激烈练习、练习、如图所示在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，如图所示在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中其中A、E的摆长

10、为的摆长为l，B的摆长为的摆长为0.5l，C的摆长为的摆长为1.5l，D的摆长为的摆长为2l，先使，先使A振动起来，其他各摆随后也振动振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振动稳定后起来，则摆球振动稳定后()AD的振幅一定最大的振幅一定最大BE的振幅一定最大的振幅一定最大CB的周期一定最短的周期一定最短 D四个摆的周期相同四个摆的周期相同解析：解析：A A振动起来后，使得振动起来后，使得B B、C C、D D、E E做受迫振动，做受迫振动，频率都等于频率都等于A A振动的频率，即各摆振动的周期都相等，振动的频率，即各摆振动的周期都相等，选项选项C C错误，错误，D D正确；由于正确；由于E

11、E与与A A的摆长相等，发生共振，的摆长相等，发生共振，振幅最大，选项振幅最大，选项A A错误，错误，B B正确正确BD小结小结1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动；、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动；2、受迫振动：物体在周期性外力作用下的振动；、受迫振动：物体在周期性外力作用下的振动；（1）受迫振动的频率等于驱动力的频率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；与物体的固有频率无关；（2）驱动力的频率与物体的固有频率越接近，驱动力的频率与物体的固有频率越接近，受迫振动的振幅越大受迫振动的振幅越大；3、共振：、共振：当当驱动力的频率等于物体的固有频率驱动力的频率等于物体的固有频率时，时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振；受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振；4、共振的应用与防止；、共振的应用与防止；