2.5 受迫振动 共振 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

受迫振动 共振 固有周期(频率)： 物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与 无关。 简谐运动： 弹簧振子： 单摆： 由系统自身性质所决定的周期T0(f0) 振幅 思考：现实生活中是否存在简谐运动？ 若振动过程中存在阻力，它的振幅又发生如何变化呢？ 振动系统在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐渐减小的振动. 生活中的实际的振动一定是阻尼振动 一、振动中的能量损失 1.阻尼振动： 2.阻尼振动的图像 3.振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。 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，阻尼振动中 ！ T T T 一、振动中的能量损失 周期和频率不变 1.(多选)一单摆在空气中振动,振幅逐渐减小,下列说法正确的是( ） A.单摆的机械能逐渐转化为其他形式的能 B.单摆后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C.单摆振幅减小,频率也随着减小 D.单摆振幅虽然减小,但其频率不变 AD 2.(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是（ ） A.摆球在M时刻的动能等于N 时刻的动能 B.摆球在M时刻的势能等于N时刻的势能 C.摆球在M时刻的机械能等于N时刻的机械能 D.摆球在M时刻的机械能大于N 时刻的机械能 BD 用 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？ 周期性的 1.驱动力： 作用于振动系统的外力叫做驱动力。 2.受迫振动： 3.受迫振动的特点： 周期性 系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。 受迫振动的频率 驱动力的频率， = 与系统的固有频率无关。 f固 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： 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。 三、共振现象及应用 结论：驱动力的频率等于振 动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。 观察与思考：哪个摆球的振幅最大？ 利用共振： 防止共振： 1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌。 三、共振现象及应用 应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率； 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。 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。 军队过桥便步走,火车过桥慢行 历史事件 三、共振现象及应用 微波炉加热原理：食物中水分子的振动频率约为2500MHz。微波炉加热食品时，炉内产生大致相同频率的 电磁波，也称为 “微波”。使 食物中的水分子做受迫振动， 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。 生活物理 三、共振现象及应用 大千世界： 美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余，她到自己的果园吹了几个小时，一下子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净.这是怎么回事呢？大家能解释吗？ 原因： 笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡. 三、共振现象及应用 关于共振实际问题的分析 见《听课手册》P80 AD 阻尼振动 受迫振动 共振 振动系统在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐渐减小的振动. 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。 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。 【典例1】（2022·全国·高二专题练习）(多选）下列说法中正确的是（　　） A．实际的自由振动必然是阻尼振动 B．阻尼振动的振幅越来越小 C．在外力作用下的振动是受迫振动 D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关 【正确答案】ABD 谢谢大家！ $