第二章 5 阻尼振动 受迫振动-【导与练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步全程学习教学课件ppt（新教材，教科版）

5　阻尼振动　受迫振动 [学习目标] 1.了解阻尼振动和阻尼振动的图像。 2.掌握受迫振动的概念,知道受迫振动与驱动力的关系。 3.理解共振和共振产生的条件,知道共振的应用和防止。 探究·必备知识 物理 1.阻尼振动 (1)定义:阻尼振动是指物体受到 的作用,振动逐渐减弱,振幅逐渐 ,振动能量逐步转变为其他能量的振动。 (2)图像:如图所示,振幅逐渐减小,最后停止振动。 知识点一　阻尼振动 阻力 变小 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 2.自由振动 (1)自由振动。 ①定义:系统不受 作用,只在自身 作用下的振动。 ②自由振动的频率,叫作系统的固有频率。固有频率由 的特征决定。 (2)无阻尼振动:不受任何 ,没有任何能量损耗,振幅 的振动。 外力 回复力 系统本身 阻力 保持不变 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 知识点二　受迫振动 受迫振动 (1)驱动力:给振动物体施加的一个 的外力。 (2)受迫振动:系统在 作用下的振动。 (3)受迫振动的周期或频率:物体做受迫振动时,振动稳定后的周期(或频率)总等于 的周期(或频率),与物体的固有周期(或固有频率)无关。 周期性 驱动力 驱动力 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 知识点三　共振 1.定义:振动物体做受迫振动时,驱动力的频率 振动物体的固有频率时,受迫振动的 最大,这种现象叫作共振。 2.共振曲线:如图所示。 等于 振幅 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 知识点四　共振的应用和防止 1.共振的应用:在应用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动系统的 ,振动将更剧烈。 2.共振的防止:在防止共振时,驱动力的频率与系统的固有频率相差越 越好。 固有频率 大 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 1.思考判断 (1)做阻尼振动的物体其振动频率不变。(　　) (2)阻尼振动振幅逐渐减小时,其频率也逐渐减小。 (　　) (3)驱动力的频率越大振动物体振幅越大。(　　) (4)共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率。 (　　) √ × × √ 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 2.思维探究 (1)前面我们学习过的弹簧振子的运动是属于简谐运动还是阻尼振动呢? 答案:实际的弹簧振子在运动中除受到弹力之外,还受到阻力的作用,振幅逐渐减小,即做的是阻尼振动。如果阻力很小,可以忽略,那么振子的运动就是只在回复力作用下的运动,是简谐运动。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 (2)用扁担挑水时,有时桶里的水会荡得厉害,并从桶中溅出来,这是为什么? 答案:挑水时,由于行走时肩膀的起伏,人通过扁担对水桶的作用,使水因受到周期性的驱动力而产生受迫振动, 当驱动力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,所以水的动荡越来越厉害,直到溅出来。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 突破·关键能力 物理 要点一　阻尼振动、受迫振动与简谐运动的比较 如图所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子,匀速摇动手柄,下面的弹簧振子就会振动起来。实际动手做一下,然后回答以下几个问题。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 (1)如果手柄不动而用手拉动一下振子,从振幅角度看,弹簧振子的振动属于什么振动? 答案:(1)阻尼振动。 (2)从没有系统外力作用角度看,弹簧振子的振动属于 什么振动? 答案:(2)自由振动。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 (3)手柄匀速摇动时,观察到振幅有什么变化?为什么? 答案:(3)振幅不变。匀速摇动手柄可以为弹簧振子周期性的提供系统外力,补偿系统损失的能量。 (4)用不同的转速匀速转动手柄,弹簧振子的振动有何 不同?这能说明什么问题? 答案:(4)转速大时弹簧振子振动得快,说明弹簧振子 振动的周期和频率由手柄转速决定。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 三种振动的对比 比较项目 简谐运动 阻尼振动 受迫 振动 产生 条件 不受阻 力作用 受阻力作用 受阻力 和驱动 力作用 频率 固有频率 频率不变 驱动力 频率 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 振幅 不变 减小 大小变化 不确定 振动 图像 形状 不确定 实例 弹簧振子振动,单摆做小角度摆动 敲锣打鼓发出的声音越来越弱 扬声器纸盆振动发声,钟摆