2.5 受迫振动 共振 (共25张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 第二章 机械振动 第2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？ 1.理解阻尼振动和受迫振动的概念 2.理解共振现象是如何产生的 3.学习如何利用和防止共振 观察简谐运动的图像，我们发现：简协运动是一种振幅不变的运动。 通过这两个公式，我们发现物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。称为： 固有周期T0 ，固有频率f0 弹簧振子 单摆 一、受迫振动的频率 这种运动叫做等幅振动 1.等幅振动 2.固有频率 我们发现，生活中的振动并不符合简协运动这种理想状况，我们把 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，称之为阻尼振动 生活中的实际的振动一定是阻尼振动！ 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？ 思考：阻尼振动的振动图像(x-t)是什么样的呢？ 3.阻尼振动 视频：阻尼振动的图像 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，故阻尼振动中周期和频率不变！ 阻尼振动的三个特点 (1)振幅逐渐减小，最后停止振动． (2)系统的机械能逐渐减少，最后耗尽． (3)周期、频率不随振幅的变化而变化． 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。 想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？ 如何让秋千持续振动？ 4.受迫振动 （1）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。 （2）受迫振动 系统在驱动力作用下的振动，叫作受迫振动。 （机器运转时底座发生的振动、扬声器纸盆的振动，都是受迫振动） 实验：研究受迫振动的频率 如图，架子上面的电动机向下面的两组弹簧—钩码系统施加周期性的驱动力，使钩码做受迫振动。 改变电动机的转速可以调整驱动力的频率。 思考：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率与什么有关？受迫振动物体的频率由什么决定？ 研究受迫振动的频率视频 （1）接通电源，使钩码做受迫振动，观察记录驱动力的频率和钩码振动的频率。 （2）改变驱动力的频率，再做记录。 实验结论： （1）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。 （2）驱动力的频率与系统的固有频率相差越小，振幅越大，相差越多，振幅越小。 观察实验：当驱动频率接近固有频率时弹簧振子的振幅怎么变化？远离的时候又是如何变化的？ 二、共振 实验结论: 1.当驱动频率与固有频率越接近，受迫振动振幅越大，反之振幅越小。 2.当驱动力频率等于振动系统固有频率时，受迫振动振幅达到最大，称为共振。 二、共振 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。 二、共振 简谐运动、阻尼振动与受迫振动及共振的比较 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 产生条件 频率 振幅 振动图像 实例 共振 振动能量 获得的能量最大 不受阻力作用 受阻力作用 受阻力和驱动力作用 同受迫，且T驱=T固 固有频率 频率不变 驱动力频率 f驱 = f固 不变 减小 大小变化不确定 大小变化不确定 形状不确定 形状不确定 弹簧振子振动 单摆做小角度摆动 敲锣打鼓发出的 声音越来越弱 扬声器纸盆振动 发声钟摆的摆动 共振筛 共振转速计 机械能不变 机械能减少 由产生驱动力 的物 ... ...