2.6受迫振动 共振 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第二章 机械振动 第6节 受迫振动 共振 “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？ 情境与思考 我们知道弹簧振子或单摆在不受外力干扰的情况下做简谐运动，周期和振幅都不变，称为固有振动。 2 定义： 振动系统不受外力作用下的振动，振动周期与频率由振动物体本身的性质决定的，与振幅无关。 固有振动 弹簧振子： 单摆： 固有周期：固有振动的周期T0 固有频率：固有振动的频率f0 思考：如果系统受到外力作用，它将如何运动呢？ 3 简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒 振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大 由于实际的运动受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用，运动情况会如何呢？ x O t θ 阻尼振动 1. 定义： 振幅逐渐减小的振动 2. 图像： 阻尼越大，振幅减小得越快 受迫振动 思考1：如何使振动持续下去呢？ 1. 驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 2. 受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 外力对系统做功，补偿系统的能量损失，使系统的振动持续下去 思考2：生活中的受迫振动有哪些？ 听到声音时耳膜的振动 电磁打点计时器的振针的振动 思考3：受迫振动的周期和频率如何？ 受迫振动 1. 驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 2. 受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 ★受迫振动的频率等于驱动力的频率 （与系统的固有频率无关） 思考：当f驱 = f固时，会发生什么现象呢？ 受迫振动 1. 驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 系统在驱动力作用下的振动 ★受迫振动的频率等于驱动力的频率 （与系统的固有频率无关） 思考：当f驱 = f固时，会发生什么现象呢？ ★当f驱 = f固时，振幅最大 ——共振 共振的危害与应用 共振现象十分普遍的现象，在工程技术的许多领域都可以观察到它，都要应用到它。 10 共振的危害与应用 例1. (多选)下列关于共振和防止共振的说法，正确的是( 　) A. 共振现象总是有害的，所以要避免共振现象发生 B. 队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力，从而避免产生共振 C. 火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率，从而避免产生共振 D. 利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率 CD 振动类型　　 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 概　述 产生条件 频　率 振　幅 振动图像 振动能量 实　例 大小不确定 形状不确定 机械能不变 机械能逐渐减小 驱动力对振动系统做功， 补偿系统的能量损耗 弹簧振子振动， 单摆做小角度摆动 无人推的秋千 越荡越低 扬声器纸盆振动发声、 钟摆的摆动 振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线 振幅逐渐减小的振动 振动系统在驱动力作用下的振动 不受阻力作用 受阻力作用 受阻力和驱动力作用 固有频率 固有频率 驱动力频率 不变 减小 阻尼振动 1. 定义： 振幅逐渐减小的振动 2. 图像： 阻尼越大，振幅减小得越快 受迫振动 1. 驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 2. 受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 ★受迫振动的频率等于驱动力的频率 （与系统的固有频率无关） ★当f驱 = f固时，振幅最大 ——共振 例1. (多选)单摆在空气中做阻尼振动，下列说法正确的是( 　　) A. 振动的机械能逐渐转化为其他形式的能量 B. 后一时刻摆球的动能一定比前一时刻小 C. 后一时刻摆球的势能一定比前一时刻小 D. 后一时刻摆球的机械能一定比前一时刻小 AD 阻尼振动 1. 定义： 振幅逐渐减小的振动 2. 图像： 阻尼越大，振幅减小得越快 受迫振动 1. 驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 2. 受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 ★受迫振动的频率等于驱动力的频率 （与系统的固有频率无关） ★当f驱 = f固时，振幅最大 ——共振 例2. (多选)下列说法正确的是( 　 ) A. 实际的自由振动一定是阻尼振动 B. 在外力作用下的振动是受迫振动 C. 阻尼振动的振幅越来越小 D. 受迫振动稳定后的频率与振动系统自身物理条件无关 ACD 阻尼振动 1. 定义： 振幅逐渐减小的振动 2. 图像： 阻尼越大，振幅减小得越快 受迫振动 1. 驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力 2. 受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 ★受迫振动的频率等于驱动力的频率 （与系统的固有频率无关） ★当f驱 = f固时，振幅最大 ——共振 例3. 在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长为2l。先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则在B、C、D、E四个摆中，振幅最大的是(　　) A. B B. C C. D D. E D 同学们，下课！ Lavf58.30.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.83.100 Lavf58.30.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.30.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$