第二章 第五节 受迫振动 共振（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案（粤教版）

物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 第五节　受迫振动　共振 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 学习目标 核心素养 1．知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况。 2．知道什么是受迫振动，掌握物体做受迫振动的特点。 3．知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害。 1．物理观念：阻尼振动、受迫振动、共振、驱动力。 2．科学思维：利用共振曲线理解共振。 3．科学探究：利用弹簧振子探究共振的条件。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、受迫振动的频率 1. 阻尼振动：振动的物体因为空气阻力和摩擦力等因素导致初始机械能逐渐______，因而其振幅逐渐______，这种振幅逐渐______的振动叫作阻尼振动。 减小 耗散 减小 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．受迫振动 (1)驱动力：作用于振动系统的_________的外力。 (2)受迫振动：振动系统在_________作用下的振动。 (3)受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于_________的频率，跟系统的____________没有关系。 固有频率 周期性 驱动力 驱动力 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 二、共振　共振的应用和防止 1.共振 (1)定义：当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的_____________________的现象。 (2)条件：驱动力频率______振动系统的固有频率。 (3)特征：共振时受迫振动的______最大。 (4)共振曲线：如图所示。表示受迫振动的_________ 与________________的关系图像，图中f0为振动系统 的固有频率。 驱动力频率f 振幅达到最大值 等于 振幅 振幅A 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．共振的应用与防止 (1)共振的应用：共振筛、地震仪等。 (2)共振的防止：在桥梁、码头等各种建筑的设计施工中，以及飞机、汽车、轮船的发动机等机器设备的设计、制造、安装中，都必须考虑防止共振产生的危害，以保证建筑和设备的安全。 (3)总之，在需要利用共振时，应使驱动力的频率_______________振动系统的固有频率；在防止共振时，应使驱动力的频率与振动系统的固有频率__________________。 接近或等于 保持一定差距 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 [自主评价] 1. 判断正误 (1)固有频率由系统本身决定。( ) (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)驱动力频率越大，振幅越大。( ) √ × √ × × 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来，这是为什么？如何避免这一现象的发生？ 提示：挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶作用，使水受到驱动力而做受迫振动，当驱动力的频率接近(或等于)桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水会荡得厉害，以至于飞溅出来。为了避免发生这种现象，就要使驱动力的频率尽量远离桶里水的固有频率，解决的办法有改变步频或停止走动片刻，也可以在桶里放些漂浮物，增大阻力，使振动系统克服阻力做功，消耗部分机械能，以减小水的振幅。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 要点一　阻尼振动 [情景探究]　现匀速转动把手，给如图所示装置以周期性的驱动力。 (1)周期性的驱动力会使振子如何振动？ (2)撤掉外力后，振子的振动发生怎样的变化？ 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 提示： (1)使振子周期性振动。 (2)撤去外力后，振子在振动过程中由于克服阻力做功，振动强度逐渐减弱，振幅越来越小。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 1．固有振动和固有频率 如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为固有频率。 系统的固有频率由系统本身的特征决定，与振幅大小无关。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．阻尼振动 (1)定义：振幅逐渐减小的振动，叫作阻尼振动。 (2)原因：当振动系统受到阻力的作用，即振动受到了阻尼时，系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小