泌陽二高高二物理外力作用下的振動(dòng)課件新人教版.ppt

11.5 外力作用下的振動(dòng),泌陽二高高二物理組,振動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大,簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。,復(fù)習(xí),固有周期和固有頻率,振動(dòng)系統(tǒng)不受外力作用的振動(dòng),固有振動(dòng)：,固有周期：固有振動(dòng)的周期,固有頻率：固有振動(dòng)的頻率,振幅越來越小的振動(dòng),問題：,為什么做阻尼振動(dòng)的物體，振幅要越來越小呢？,由于振動(dòng)物體要克服阻尼的作用做功，系統(tǒng)的機(jī)械 能逐漸減小，故振動(dòng)的振幅也逐漸減小。,思考： 用什么方法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢？,用周期性的外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，通過外力對(duì)系統(tǒng)做正功，補(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動(dòng)下去。,1、驅(qū)動(dòng)力：作用在振動(dòng)物體上的周期性外力,2、受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),請(qǐng)舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子,受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢?,受迫振動(dòng)實(shí)例：,跳板在人走過時(shí)發(fā)生的振動(dòng),機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng),聽到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng),電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng),實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)論1： 物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān),物體做受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，跟物體的固有頻率無關(guān)，但物體做受迫振動(dòng)的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢?,實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)論2： 驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，振幅最大；驅(qū)動(dòng)力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。,驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。,橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率,縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅,圖象的意義： f驅(qū)= f固時(shí)，振幅有最大值 f驅(qū)與 f固差別越大時(shí)，振幅越小,實(shí)驗(yàn)演示,聲音的共振現(xiàn)象,音叉下面所裝的空箱,測量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì),共振篩,共振的應(yīng)用,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖,生活中的共振現(xiàn)象,美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)她有一次吹笛時(shí)，居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個(gè)小時(shí)，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。,共振的防止,軍隊(duì)過橋隨步走，火車過橋慢行,1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風(fēng)而塌毀,輪船航行時(shí)要看波浪的撞擊方向而改變速度和方向,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者在振動(dòng) 物體底座加防振墊.,洗衣機(jī)把衣服脫水完畢切斷電源后，電動(dòng)機(jī)由于慣性還要轉(zhuǎn)一會(huì)兒才能停下來，在這個(gè)過程中，洗衣機(jī)的振動(dòng)劇烈程度有變化，其中有一陣子最劇烈，試分析這一現(xiàn)象。,結(jié)論3： 利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率； 防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好,小 結(jié),2、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),3、系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于 驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),4、驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)， 受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。,5、利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于 振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率； 防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固 有頻率不同，而且相差越大越好,1、阻尼振動(dòng)：振幅越來越小的振動(dòng),鞏固練習(xí),1. 如圖所示，是用來測量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖。在同一鐵支架NM上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個(gè)鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為_r/min，a、b、c、d此時(shí)振動(dòng)頻率為_。,3600,60Hz,2.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個(gè)單擺，讓b擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來，可以發(fā)現(xiàn)（ ） A.各擺擺動(dòng)的周期均與b擺相同 B.a 擺擺動(dòng)周期最短 C.c擺擺動(dòng)周期最長 D.c擺振幅最大,A,小結(jié),1、受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),2、物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于 驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān),3、驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫