高中物理选修34第十一章《外力作用下的振动》课件ppt.ppt

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1、在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第十一章：机械振动第十一章：机械振动第第5 5节：外力作用下的振动节：外力作用下的振动在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1 1单摆的理想化模型：单摆的理想化模型：在在细线细线的一端拴上一个的一端拴上一个小球小球，另一端，另一端固定固定在悬点在悬点上，如果线的上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计伸缩和质量可以忽略不计，球的，球的直径比直径比线长短得多。线长短得多。2 2单摆运动的性质：单摆运动的性质：在摆角在摆角 10

2、 10的条件下，单摆的振动可看作的条件下，单摆的振动可看作简简谐振动谐振动。3 3单摆振动的周期单摆振动的周期单摆周期与单摆周期与摆长摆长和和重力加速度重力加速度有关，与振幅和质有关，与振幅和质量无关。量无关。4振动的能量与什么有关？振动的能量与什么有关？振幅越大，振动的能量越大振幅越大，振动的能量越大内容回顾内容回顾在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确阅读阅读P18P18回答下列问题：回答下列问题：1什么是系统的内力和外力？做简谐运动什么是系统的内力和外力？做简谐运动的物体受到的回复力属于什么力？的物体受到的回复力属于什

3、么力？2什么是固有频率、固有周期？什么是固有频率、固有周期？在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确振动系统不受外力作用的振动振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有振动：固有周期：固有振动的周期固有周期：固有振动的周期固有频率：固有振动的频率固有频率：固有振动的频率回复力是振动系统内部的相互作用力回复力是振动系统内部的相互作用力一、回有周期和固有频率一、回有周期和固有频率在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确定义：振动系统不受外力的作用，此时的定义：振动系

4、统不受外力的作用，此时的振动叫做振动叫做固有振动固有振动，其振动频率称为，其振动频率称为固有固有频率频率。条件：条件：在振动方向只受回复力作用在振动方向只受回复力作用能量：能量：机械能守恒机械能守恒图像：图像：振幅不变振幅不变现实生活中是否存在简谐运动？现实生活中是否存在简谐运动？一、回有周期和固有频率一、回有周期和固有频率在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确演示的是实际振动情况：演示的是实际振动情况：当系统受到阻力的作用时，当系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼。我们说振动受到了阻尼。l条件：条件：受到阻力受到阻力

5、l能量：能量：机械能转化为内能机械能转化为内能l图象：图象：振幅逐渐减小振幅逐渐减小在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1.1.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简谐运动是一个简谐运动是一个等幅振动！等幅振动！2.2.阻尼振动的图象阻尼振动的图象3.3.振动系统受到的阻尼越大，振幅振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。不能发生振动。4.4.实际的自由振动一定是阻尼振动实际的自由振动一定是阻尼振动二、阻尼振动二、阻尼振动在整堂课的教学中，刘

6、教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 阻尼振动中，由于存在阻力，振幅不断减小，故阻尼振动中，由于存在阻力，振幅不断减小，故振动系统的机械能将不断减少，那么，振动系统的振动系统的机械能将不断减少，那么，振动系统的周期和频率也会发生变化吗？周期和频率也会发生变化吗？思考与讨论思考与讨论1 1T TT TT T振动周期振动周期与振幅无关与振幅无关，故阻尼振动中，故阻尼振动中周期和频率不变周期和频率不变！在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 在实际振动中，为了在实际振动中，为了不

7、因阻尼的存在而使振不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系动停止，我们通常给系统统加一个周期性的外力加一个周期性的外力，来补偿系统的机械能量来补偿系统的机械能量的损失，使系统持续的的损失，使系统持续的振动下去。振动下去。思考与讨论思考与讨论2 2 怎样才能使受阻尼作用的振动物体的振怎样才能使受阻尼作用的振动物体的振幅不变，且一直振动下去呢？幅不变，且一直振动下去呢？在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确请举出你所知道的受迫振动的例子请举出你所知道的受迫振动的例子振针振针针头针头三、受迫振动三、受迫振动1驱动力：驱动力：作用在

8、振动系统上的周期性外力作用在振动系统上的周期性外力2受迫振动：受迫振动：系统在驱动力作用下的振动系统在驱动力作用下的振动在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确受迫振动的受迫振动的(周期周期)频率与什么因素有关？频率与什么因素有关？研究表明：物体在外力驱动下振动时，振研究表明：物体在外力驱动下振动时，振动稳定后的动稳定后的频率等于外力驱动的频率频率等于外力驱动的频率，跟，跟物体物体的固有频率的固有频率无关无关。思考与讨论思考与讨论3 3物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有频率有联系呢频率有联

9、系呢?在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确实验研究实验研究在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 结论：结论：受迫振动中，受迫振动中，驱动力的频率等于振动物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。固有频率相差越大，振幅越小。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图象的意义：图象的意义：f f驱驱=f=f固固时，振

10、幅有时，振幅有最大最大值值f f驱驱与与 f f固固差别越大时，振幅越小差别越大时，振幅越小在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1 1定义：驱动力的频率等于系统的固有频率时，定义：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，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。2 2共振曲线共振曲线图象特点图象特点f f驱驱=f=f固固时，振幅有最大值时，振幅有最大值f f驱驱与与 f f固固差别越大时，振幅越小差别越大时，振幅越小四、共振四、共振在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具

11、有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确生活中的共振现象（生活中的共振现象（1 1）在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确生活中的共振现象（生活中的共振现象（2 2）在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 在实际生活中要利用共振时必须采取在实际生活中要利用共振时必须采取什么措施？防止呢？什么措施？防止呢？1 1利用共振时，应使驱动力的频率接近或利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率。等于物体的固有频率。2 2在防止共振时，应使驱动力的频率

12、与振动在防止共振时，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。物体的固有频率不同，而且相差越大越好。思考与讨论思考与讨论4 4在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确自由振动、受迫振动、共振的区别自由振动、受迫振动、共振的区别在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2 2受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动3 3系统做受迫振动时，系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱振动稳定后的频率等于驱动力的频率，

13、跟系统的固有频率无关动力的频率，跟系统的固有频率无关4 4驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。5 5利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于 振振动系统的固有频率；动系统的固有频率；防止共振时，应使驱动力的频率与系统的固有频防止共振时，应使驱动力的频率与系统的固有频率不同，而且相差越大越好率不同，而且相差越大越好1 1阻尼振动：振幅越来越小的振动阻尼振动：振幅越来越小的振动课堂小结课堂小结在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题

14、的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1下列各种振动中，不是受下列各种振动中，不是受迫振迫振动的是的是()A敲敲击后的后的锣面的振面的振动B缝纫机机针的振的振动C人挑担子人挑担子时，担子上下振，担子上下振动D蜻蜓蝴蝶翅膀的振蜻蜓蝴蝶翅膀的振动 课堂练习课堂练习在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平稳，当切断一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是

15、再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是()A正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大机的固有频率大B正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小机的固有频率小C正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗衣机的固有频率衣机的固有频率D当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率好等于洗衣机的固有频率课堂练习课堂练习D D在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3 3如图所示为单摆做受迫振动时的共振曲线，如图所示为单摆做受迫振动时的共振曲线，从图可知该单摆振动的固有频率为从图可知该单摆振动的固有频率为 HzHz，在，在驱动力的频率由驱动力的频率由0.4Hz0.4Hz增大加增大加0.6Hz0.6Hz的过程中，的过程中，单摆振动的振幅变化情况是单摆振动的振幅变化情况是_,其摆其摆长是长是_.(g=10m/s_.(g=10m/s2 2)先增大后减小先增大后减小 0.50.50.51m1m课堂练习课堂练习