2.6.2 受迫振动共振 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

高二物理选择性必修一 2.6《受迫振动共振》 （第2课时） （1）固有振动:简谐运动的周期或频率与振幅无关,仅由系统自身的性质决定,我们把这种振动称为固有振动。  固有频率:物体固有振动时的频率仅有系统自身的性质决定,称固有频率。 （2）阻尼振动:振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。 （3）驱动力：对振动系统施加的周期性的外力，这种周期性的外力叫作驱动力。 （4）受迫振动：系统在驱动力作用下的振动，叫作受迫振动。 物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 振动 类型 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 固有频率 驱动力频率 振幅 不变 减少 大小变化不确定 实验结论： 当系统做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率相差越小，受迫振动的振幅越大；当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振现象。 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： 三、共振现象及其应用： 3.受迫振动的规律 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。 共振是生活中十分普遍的现象，在工程技术的许多领域都可以观察到它，都要应用它；同样共振也会给我们的生产生活带来一些困扰，有时需要防止共振的生产。 根据相关资料记载，160年前的时候，拿破仑率领着一支法国军队入侵西班牙，部队前进经过一座铁链桥，军队迈着整齐的步伐一起过桥，但是正在过桥的时候桥却在一声巨响中倒塌了，士兵和大桥一起掉落水中。 历史上有个很著名的工程事故——1940年发生的美国塔克姆大桥的共振事件。塔克姆大桥的长度有1800米，建成两年后被大风吹倒了。人们通过监控发现，大风来的时候大桥在剧烈的摇晃中直接分离析了。这是因为风吹过地面会有震动，每天不同方向的风吹过来，每天积累，风对大桥的力量就会逐渐积累，超过临界点的时候就桥就会摇晃了。 吉他琴弦的声音很小，几乎听不见，但是弦被安装在谐振器体上后，弦乐的声音就会被放大，为什么？ 利用共振：应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率； 防止共振：应使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。 洗衣机启动和停止时，随着电机转速的变化，有时洗衣机会振动得很厉害。 鱼洗实验：用手摩擦“洗耳”时，“鱼洗”会随着摩擦的频率产生振动。当摩擦力引起的振动频率和“鱼洗”壁振动的固有频率相等或接近时，“鱼洗”壁产生共振，振动使水花四射。 1、受迫振动的频率等于振动系统的固有频率（ ） 2、驱动力频率越大，振幅越大（ ） 3、生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率（ ） 4、驱动力频率越小，振幅越小（ ） 5、驱动力的频率f越接近振动系统的固有频率f0，受迫振动的振幅越大，反之振幅越小（ ） × √ × × × C 1．对于阻尼振动，下列说法不正确的是（　　） A．阻尼振动就是减幅振动，其振动的能量不断减少 B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用 C．阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小 D．对做阻尼振动的振子来说，其机械能逐渐转化为内能 2．金庸的小说里“狮子吼”是一门用声音给敌人造成巨大伤害的功夫，网络游戏中也将“狮子吼”设为物理攻击，某电影主人公一声“狮子吼”可将桌上的杯子震碎。用手指轻弹同样的杯子，杯子发出清脆的声音，测得声音频率为500Hz。结合所学知识推断电影中主人公发出的“狮子吼”的攻击原理及声波的特点，下列说法可能的是（　　） A．他发出的“狮子吼”频率应该远大于500Hz B．他发出的“狮子吼”频率应该远小于500Hz C．他发出的“狮子吼”频率应该接近500Hz D．“狮子吼”的音量一定很大 C 3.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定时，它振动的周期为（ ） A.0.5 s B.0.25 s C.2 s D.4 s B 4. [多选]一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系如图所示。下列说法正确的是 （　　） A.假如让振子自由振动，它的频率为f2 B.驱动力的频率为f2时，振子处于共振状态 C.驱动力的频率为f3时，振子的振动频率为f3 D.振子做自由振动时，频率可能为f1、f2和f3 ABC 5.[多选] 正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动并不强烈；切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动；此后，飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱。在机器停下来之后，若重新启动机器使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0，关于在这一过程中说法不正确的是 （　　） A.机器不一定会发生强烈振动 B.机器一定会发生强烈振动 C.若机器发生强烈振动，则当时飞轮角速度为ω0 D.若机器发生强烈振动，则当时飞轮角速度肯定小于ω0 AC 6.如图所示是一个单摆的共振曲线。 （1）试估计此单摆的摆长。（g取10 m/s2） （2）若摆长增大，共振曲线的峰将怎样移动？ （1） L≈1.58 m。 （2）摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动。 谢谢 $$