2.6 受迫振动 共振 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.6 受迫振动+共振 第二章 机械振动 选择性必修第一册 2025届高二物理组制 “龙洗”是我国著名文物之一, 是古代用以盛水盥洗的器皿。 倒些清水到“龙洗”中，用手掌慢慢地去摩擦盆边的提耳，到一定节奏时，铜盆便可以发出嗡嗡之声，其中盛的水便会起雾、震荡、溅起层层浪花，随着摩擦越来越快，水花也越冲越高。 这是为什么呢？ 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 一、振动中的能量损失 弹簧振子和单摆将做简谐运动，且其周期和频率与振幅无关，仅由系统自身的性质决定。 我们把这种不受外力作用，仅在自身回复力作用下的运动，叫做固有振动。其周期和频率叫做固有周期、固有频率。  思考：让弹簧振子、单摆自由振动，忽略 空气阻力，则它们将做什么运动？ 弹簧振子 单 摆 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 一、振动中的能量损失 生活中，摇曳的树叶会停下来，摆动的秋千也会停止运动。由于实际的振动系统都会受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用，振幅必然逐渐减小。 （1）定义：振幅随时间逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。 t O x 阻尼振动图像 如果振动系统受到外力作用，它将如何运动？ 阻尼振动 思考： 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 一、振动中的能量损失 阻尼振动 思考：在阻尼振动中振幅不断减小，那么振动系统的周期和频率也会 发生变化吗？ t O x 阻尼振动图像 ①受到阻力 ②振幅逐渐减小 ③周期和频率不变 ④机械能逐渐减小 （2）特点 （1）定义：振幅随时间逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。 （3）分类：阻尼振动系统能量衰减的方式通常有两种。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 一、振动中的能量损失 阻尼振动 （3）分类：阻尼振动系统能量衰减的方式通常有两种。 ①摩擦阻尼：由于振动系统受到摩擦阻力或空气阻力的作用，使振动 系统的机械能逐渐转化为内能。 ②辐射阻尼：由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周辐射出去，从而自身机械能减少。 例如单摆运动时受到空气阻力振幅逐渐减小。 例如音叉发声时，一部分机械能随声波辐射到周围空间，导致音叉振幅减小。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 【典例1】单摆做阻尼振动的振动图像如图所示,下列说法正确的是( 　　) A.摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能 B.摆球在A时刻的势能大于B时刻的势能 C.摆球在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 解析：在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能。故选项C错误，选项D正确。 D 虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和重力势能仍在不断地相互转化，由于A、B两时刻，单摆的位移相等，所以重力势能相等，但动能不相等，故选项A、B错误。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 二、受迫振动 怎样才能使受阻力的振动的物体的振幅不变，而一直振动下去呢？比如我们在荡秋千的时候，如何能让秋千一直摆动呢？ 思考： 用周期性的外力作用于振动系统，通过外力对系统做正功，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。 1.驱动力：对系统施加的周期性外力, 叫做驱动力。 2.定义：系统在驱动力作用下的振动， 叫做受迫振动。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 二、受迫振动 电动机 偏心轮 受迫振动演示器 调速旋钮 平衡位置 如图，架子上面的电动机向下面的两组弹簧—钩码系统施加周期性的驱动力，使钩码做受迫振动。改变电动机的转速可以调整驱动力的频率。 （1）先让两钩码自由振动，观察它们的固有频率是否相同？ （2）接通电源，使钩码做受迫振动，观察振动稳定时弹簧振子的振动频率与驱动力的频率间有什么关系？ 思考：物体做受迫振动的频率与什么因素有关呢？ 实验: 研究受迫振动的频率 视频 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 二、受迫振动 电动机 偏心轮 受迫振动演示器 调速旋钮 平衡位置 思考：物体做受迫振动的频率与什么因素有关呢？ 实验: 研究受迫振动的频率 结论： 物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结