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课件网) 第二章 机械振动 物理选择性必修第一册 人教版2019 第六节 受迫振动 共振 学习目标 01 02 03 04 物理观念 建立冲量的概念，理解其矢量性，掌握动量定理的确切含义及表达式；能从牛顿运动定律推导出动量定理，并知道其适用于变力；会用动量定理解释缓冲、碰撞等现象并解决实际问题。 科学思维 观察实验现象并提出问题，通过合作交流、例题辨析学会归纳总结和反思；形成从宏观到微观、从定性到定量的逻辑推理能力。 科学探究 会用动量定理进行定性、定量分析，领会变力冲量时的极限思想；通过实验和问题分析，培养实验操作、数据分析和问题解决能力。 科学态度与责任 提高利用物质观、运动与相互作用观看待问题的态度，增强从生活到物理、从物理到生活的意识；认识物理学理论的应用价值，激发科学研究兴趣，培养严谨求实的态度和社会责任感。 重点难点 教学重点 教学难点 理解受迫振动的振幅与驱动力频率之间的关系，能够通过实验探究和数据分析，解释振幅随驱动力频率变化的规律。 掌握共振现象的条件和特征，能够结合实际生活中的例子，分析共振的应用及其潜在危害，并理解如何通过技术手段控制共振。 手的搓动为什么会引起这种独特的喷水现象呢？ 导入新课 固有振动 01 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； *振幅不变，机械能守恒。 固有振动 问题1：现实生活中是否存在固有振动？如图荡秋千时，人坐在秋千座板上抓住钢索不动，从一定的高度摆下，之后秋千的振幅如何变化？为什么？ 问题2：如图弹簧振子在实际的振动中振幅如何变化？能一直振动下去么？为什么？ 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。 振动中的能量损失 02 1.阻尼振动：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。 振动中的能量损失 2.特点： (1) 受到阻力 (2) 机械能逐渐减小 (3) 振幅逐渐减小 (4) 周期和频率保持不变 (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 3.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 简谐运动 阻尼振动 产生条件 理想模型，不受阻力 受到阻力作用 简谐运动与阻尼振动的比较 振幅 不变 减小 频率 由系统本身决定 频率不变 振动图像 阻尼振动最终要停下来，那么怎样才能产生持续的振动呢 用周期性外力作用于振动系统，通过外力对系统做功，补偿振动系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去 受迫振动 03 受迫振动 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 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？ 【实验2】 利用共振仪观察受迫振动振幅的差别 改变驱动摆A的摆长，观察其它各摆的振幅 实验现象: 当自身摆长与驱动摆A的摆长相同时，自身摆振幅最大 现象分析: 各摆的固有频率取决于自身的摆长，当自身摆长与A摆的摆长相同时，即物体做受迫振动的固有频率与驱动力的频率相同时，振幅最大。 共振现象及其应用 04 共振 1.定义：驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅 ... ...
