2.6　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(共24张PPT)

(课件网) 新人教版 选择性必修一 第三章 第6节 受迫振动 共振 新课引入 问题： ？ “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？ 固有振动: 通过对弹簧振子及单摆的研究，我们知道弹簧振子与单摆在没有外力干预的情况下做简谐运动，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。 固有振动的频率称为固有频率 固有振动的周期称为固有周期 固有振动的特点： *振动系统不受外力作用，由系统内部的相互作用力提供回复力； *固有频率由系统本身的固有性质决定； 新课引入 1、阻尼振动：由于实际的振动系统都会受到阻尼（摩擦力、黏滞力等阻力）作用，振幅必然逐渐减少，这种振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。 2.阻尼振动的图像: 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。 学习任务一：振动中的能量损失 振动系统能量衰减的两种方式： (1)摩擦阻尼：由于振动系统受到摩擦阻力的作用，使振动系统的机械能逐渐转化内能。如：单摆受空气阻力 学习任务一：振动中的能量损失 (2)辐射阻尼：由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周辐射出去，从而自身机械能减少。如：音叉向外辐射能量 想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？ 学习任务二：受迫振动 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 1.驱动力：维持受迫振动的周期性外力 2.受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动。 思考:受迫振动的频率与什么因素有关呢 学习任务二：受迫振动 1.开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，记录其频率 2.匀速转动摇把，当振子振动稳定时，记录振动频率 学习任务二：受迫振动 实验结论: 受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 物体受迫振动的振幅是否与它的固有频率无关呢？ 学习任务二：受迫振动 二、光的折射 学习任务三：振共振现象及其应用 学习任务三：振共振现象及其应用 学习任务三：振共振现象及其应用 1.共振:驱动力频率f 等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫作共振。 2.共振产生的条件：驱动力的频率与物体的固有频率相等，即f＝f0 实验结论: 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。 学习任务三：振共振现象及其应用 横轴：表示驱动力的频率 纵轴：表示受迫振动的振幅 3.共振曲线 4.共振曲线物理意义：受迫振动的振幅A随驱动频率f驱的变化规律。 （1）f驱不断增大时，振幅A先增大后减小 （2）f驱= f固时，振幅有最大值； （3）f驱与 f固相差越大，振幅越小 学习任务三：振共振现象及其应用 学习任务三：振共振现象及其应用 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。 1940年11月7日早晨，跨度为850 m的美国塔科马峡湾悬索大桥遭到了一场大风的袭击，引发了桥梁的扭转共振。人们束手无策，只能眼看着大桥扭转晃动的幅度越来越大。两小时后，这座建成通车仅4个月的大桥轰然倒塌。从那以后，土木工程师们就开始研究风激振机理和各种桥梁建筑的振动控制技术。 振动控制技术 科学漫步 有一种工程减振装置叫作调谐质量阻尼器，是目前大跨度、大悬挑与高耸结构振动控制中应用最广泛的结构被动控制装置之一。这种装置是一个由弹簧、阻尼器和质量块组成的振动控制系统，附加在需要振动控制的主结构上。主结构在外界驱动力的作用下产生振动 ... ...