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 振动中的能量损失 受迫振动 共振现象及其应用 目录 CONTENTS 1 2 3 知识回顾： 振动系统不受外力的作用在自身结构影响下的振动 固有振动： 固有周期(频率)：由自身结构所决定的周期T0(f0) 物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。 如：弹簧振子： 单 摆： 3 “洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么？ 4 一、振动中的能量损失 1.阻尼振动：系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能。振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。 2.阻尼振动特点： （1）条件：受到阻力 （2）能量：机械能转化为内能 （3）图象：振幅逐渐减小 5 思考：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，振动系统的周期和频率也会发生变化吗？ 振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和固有频率不变！ T T T 6 练一练： 【例题1】一单摆做阻尼振动，则在振动过程中(　　) A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，频率不变 BD 7 用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。 想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？ 8 二．受迫振动 1.驱动力：周期性作用于振动系统的外力叫做驱动力。 2.受迫振动：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。 3.受迫振动的特点：（1）受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 9 3.受迫振动的特点： （2）f驱= f固时，振幅有最大值； f驱与 f固差别越大时，振幅越小 10 三、共振现象 1.定义：驱动力的频率f 等于物体的固有频率f0 时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 横轴：表示驱动力的频率 纵轴：表示受迫振动的振幅 2.共振曲线 11 3.共振现象 1.微波炉加热原理 食物中水分子的振动频率约为2500MHz,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。 3.共振现象 2.共振筛 共振筛是利用共振现象制成的把筛子用四根弹簧支起来，在筛架上安装一个偏心轮，就成了共振筛.偏心轮在发动机的带动下发生转动时，适当调节偏心轮的转速，可以使筛子受到的驱动力的频率接近筛子的固有频率，这时筛子发生共振，振幅最大，提高了筛除杂物的效率。 小结： 1.固有振动 如果振动系统不受_ 的作用，此时的振动叫作固有振动， 其振动频率称为_ 外力 2.阻尼振动 当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了_ ，系统克服 的作用要做功，消耗机械能，因而 减小，最后停下来. 固有频率 阻尼 阻尼 振幅 14 小结： 固有频率 周期性 驱动力 驱动力 15 小结： 驱动力频率f 振幅最大 等于 振幅 振幅A 16 感谢倾听 17 3．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． 4.共振 (1)定义：驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的 的现象． (2)条件：驱动力频率 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_________ 的关系图象，图中f0为振动物体的固有频率． $$