3-4 外力作用下的振动(配套有教案)
4选修3-4 第十一章 机械振动-外力作用下的振动-教案
教学过程一、复习预习前面我们学习了像弹簧振子和单摆那样,在外力使弹簧振子的小球和单摆的摆球偏离平衡位置后,它们就在系统内部的弹力或重力作用下振动起来,不再需要外力的推动,这种振动叫做自由振动。
自由振动的周期(频率)为系统的固有频率。
实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能损耗,导致振动完全停止,这类振动叫阻尼振动。
物体之所以做阻尼振动,是由于机械能在损耗,那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给振动系统补充能量,物体的振动情形又如何呢?本节课我们来学习这一问题。
二、知识讲解课程引入:(一)复习旧知什么是阻尼振动?学生答:实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能损耗,导致振动完全停止,这类振动叫阻尼振动.(二)导入新课引入:同学们,我们知道,物体之所以做阻尼振动,是由于机械能在损耗,那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢?本节课我们来研究有关的问题.考点/易错点1、物体的固有振动频率、受迫振动物体的振动频率跟固有频率无关固有频率:如果系统不受外力的作用,此时的振动叫做固有振动,其振动频率为固有频率。
其周期叫固有周期如果振动系统受到外力作用,它将如何运动?观察两个实际振动:①实际的单摆发生的振动;②敲击音叉后音叉的振动。
单摆和音叉的振幅越来越小,最后停下来。
在单摆和音叉的振动过程中,不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功,系统的机械能就要损耗,振动的振幅就会逐渐减小,机械能耗尽之时,振动就会停下来了。
1、固有频率:如果振动系统不受外力作用,此时的振动叫固有振动,其振动频率称为固有频率2、阻尼振动(减幅振动):振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动振动物体克服摩擦和其他阻力做了功,它自己的能量逐渐减小,振幅也随着变小说明:(1)同一简谐运动能量的大小由振幅大小确定(2)阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关,阻尼越大,振幅减小得越快(3)物体做阻尼振动时,振幅虽不断减小,但振动的频率仍由自身结构特点所决定,并不会随振幅的减小而变化(4)阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小,可以把它当做简谐运动来处理1、驱动力:加在振动系统上的周期性外力,叫做驱动力2、受迫振动:系统在驱动力作用下的振动,叫受迫振动3、受迫振动的周期和频率:物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关.问题1 怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变,而一直振动下去呢?(应不断地向系统补充损耗的机械能,以使振动物体的振幅不变。
外力作用下的振动教学设计
《外力作用下的振动》教学设计思考:怎样才能使受阻力的振动的用周期性的外力作用于振物体的振幅不变,而一直振动下去动系统,通过外力对系统做由学生呢?正功,补偿系统机械能的损熟悉的二、受迫振动耗,使系统持续地振动下荡秋千【问题二】去。
引入驱1.什么是驱动力?动力和驱动力(又叫策动力):受迫振使系统持续振动下去的周动的概期性外力念,顺2.什么是受迫振动?理成章物体在驱动力作用下的振动【分组实验】动手实验并观察现象,回答下列问题实验一:如何让弹簧振子振动起来?振转动手柄。
弹簧振子做受迫振动动的弹簧振子做什么运动? 分组实验,小组讨论2、要想使弹簧振子的周期(频率)发生变化,可以采取什么措施? 改变手柄转动的周期或频率3、实验过程中,弹簧振子的固有弹簧振子系统不变,固有周周期(频率)变了吗?4、弹簧振子做受迫振动的周期(频率)是由什么决定的?5、实验过程中,弹簧振子的振幅都一样吗?实验二:1让其中一个摆球振动起来,你观察到了什么现象?2、其余的的摆球做什么运动?3、所有摆球的振幅都一样吗?什么样的振幅大?什么样的振幅小?4、小球做受迫振动的振幅大小与什么有关系?期不变由转动手柄的周期决定转动手柄频率不同,弹簧振子的振幅有时大有时小其余的小球也跟着振动起来其余摆球都做受迫振动不同小球振幅有大有小摆长和驱动力的摆长接近的振幅大,二者相差较多的振幅小系统的固有频率和驱动力的频率接近的振幅大,二者相差较多的振幅小4、实验过程中,所有小球的振动周期(频率)都一样吗?5、实验三:所有小球的振动频率都与驱动力的频率相等组内解决有困难,教师可以随堂指导分组实验,可以锻炼学生动手能力,提高观察实验现象,总结实验规律的能力本节课知识内容较简单,受迫振动实验较难操作,以往主要以讲授式为主,容易造成“填鸭”效果,所以本节课主要以学生实验为主,通过实验得出受迫振动的相关规律。
本节课首先通过“塔科马大桥垮塌”的新闻视频创设了物理情景,激发学生探究的欲望,通过亲自动手探究实验,让学生体验学习的过程,培养学生观察实验现象的能力,通过让学生自己思考、总结得出规律,培养学生的思维能力,通过运用规律解释各种共振现象,培养学生理论联系实际,学以致用,让学生体验成功的喜悦。
高中物理 第十一章 5外力作用下的振动教案 新人教版选修3-4
外力作用下的振动新课标要求(一)知识与技能1、知道什么是阻尼振动;知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动。
2、知道什么叫驱动力,什么叫受迫振动,能举出受迫振动的实例。
3、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关。
4、知道什么是共振以及发生共振的条件。
(二)过程与方法1、通过演示实验,了解阻尼振动的特点,明确受迫振动的频率决定于驱动力的频率。
2、通过分析实际例子,得到什么是受迫振动和共振现象,培养学生理论联系实际的能力。
(三)情感、态度与价值观1、振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现。
2、通过共振产生条件的教学,认识内因和外因的关系。
教学重点受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件。
教学难点共振及产生共振的条件。
教学方法观察、对比、讨论、阅读、实验演示、多媒体展示。
教学用具:单摆、受迫振动演示仪、共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、橡皮槌、CAI课件教学过程(一)引入新课教师:通过前面的学习,我们知道做简谐运动的物体都要受到回复力的作用。
回复力是振动系统内部的相互作用,是内力。
如果振动系统不受外力的作用。
此时的振动叫固有振动,其振动频率叫做固有频率。
而实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能要不断损耗,在这种情况下,它将怎样运动呢?本节课我们来学习这方面的问题。
(二)进行新课1.阻尼振动前面我们研究了简谐运动中能量的转化,对简谐运动而言,当供给振动系统一定的能量使它开始振动后,由于机械能守恒,它就以一定的振幅永不停息地振动下去,简谐运动是一种理想化的振动。
下面我们来观察两个实际振动:演示:①实际的单摆发生的振动;②敲击音叉后音叉的振动。
现象:单摆和音叉的振幅越来越小,最后停下来。
解释:在单摆和音叉的振动过程中,不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功,系统的机械能就要损耗,振动的振幅就会逐渐减小,机械能耗尽之时,振动就会停下来了。
新人教版高中物理选修3-4第十一章《外力作用下的振动》精品教案
课题11.5外力作用下的振动总课时数 1课型新授课编定人审核人执教时间学习目标知识目标(1)知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
(2)知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
(3)理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
能力目标了解受迫振动的形成过程情感目标通过实验观察,激发学习兴趣,培养良好的学习习惯,体会从生活或自然现象中总结物理规律重点受迫振动,共振的条件难点共振图像的理解和应用学情分析学生对于振动有了初步的认识和了解,在研究生活中的振动,受到阻力和驱动力的情况,联系实际。
教学方法探究合作学习、学案导学教学手段多媒体课件教学过程师生活动(一)引入新课让学生注意观察教师的演示实验。
教师把弹簧振子的振子向右移动至B点,然后释放,则振子在弹性力作用下,在平衡位置附近持续地沿直线振动起来。
重复两次让学生在黑板上画出振动图象的示意图(图1中的Ⅰ)。
再次演示上面的振动,只是让起始位置明显地靠近平衡位置,再让学生在原坐标上画出第二次振子振动的图象(图1中的Ⅱ)。
Ⅰ和Ⅱ应同频、同相、振幅不同。
结合图象和振子运动与学生一起分析能量的变化并引入新课。
(二)进行新课现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。
问1:振子从B向O运动过程中,它的能量是怎样变化的?引导学生答出弹性势能减少,动能增加。
问2:振子从O向C运动过程中能量如何变化?振子由C向O、又由O 向B运动的过程中,能量又是如何变化的?问3:振子在振动过程中总的机械能如何变化?引导学生运用机械能守恒定律,得出在不计阻力作用的情况下,总机械能保持不变。
教师指出:将振子从B点释放后在弹簧弹力(回复力)作用下,振子向左运动,速度加大,弹簧形变(位移)减少,弹簧的弹性势能转化为振子的动能。
当回到平衡位置O时,弹簧无形变,弹性势能为要求学生注意观察实验规律(4分钟)思考左侧的问题(4分钟)零,振子动能达到最大值,这时振子的动能等于它在最大位移处(B点)弹簧的弹性势能,也就是等于系统的总机械能。
人教版选修3—4 物理:11.5 外力作用下的振动 教学设计
《外力作用下的振动》教学设计教材内容的地位:《外力作用下的振动》内容包括阻尼振动、受迫振动和共振,虽然教学大纲对此处内容要求较低,只是让学生了解和认识受迫振动的频率取决于的驱动力频率,当驱动力频率等于振动物体的固有频率时,振幅最大达到共振,但是本节需要从功能关系、动力学、运动学等多角度来研究,在教学中又要充分发挥实验的作用,使学生理解规律并且会运用所学习的知识解释许多实际现象,培养学生理论联系实际的能力,因此本节课有研究的必要。
学习任务分析学生通过前几节对机械振动的学习,已经知道了描述机械振动的振幅、周期、频率等概念的含义,对机械振动振动过程中的能量转化有初步认识。
本节课中的主要任务是通过实验掌握物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点。
教学目标知识与技能1.知道什么是阻尼振动,阻尼振动的图像的特点。
2.知道什么是受迫振动,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。
3.知道什么是共振以及发生共振的条件。
能够解释共振的应用和防止的实例。
过程与方法1.设置问题启发学生的思考,让学生掌握解决问题的思维方法。
2.探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。
3.经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。
情感态度与价值观1.通过受迫振动的实验,培养学生的科学探究的兴趣。
2.通过探究实验培养合作精神和积极参与的意识。
3.体会自然现象背后的奇妙规律,培养求知欲极学以致用的精神。
教学重点受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,共振。
教学难点受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,教学流程:导入新课──探究受迫振动的频率跟驱动力频率的关系(实验)──探究受迫振动的振幅跟驱动力频率的关系──学生应用规律解释共振现象教学亮点:本节课采用传感器探究受迫振动频率与驱动力频率之间的关系,受迫振动振幅与驱动力频率之间和固有频率之间的关系,直观、真实、自然的让学生通过实验自己动手得出受迫振动频率与驱动力频率之间的规律,受迫振动振幅与驱动力频率之间和固有频率之间的图像,水到渠成的体验学习的过程。
外力作用下的振动教案蒋黎萍
《外力作用下的振动》教学设计广西师范大学附属中学蒋黎萍【课题】外力作用下的振动【教材】人民教育出版社《物理》选修3-4第十一章第五节【课型】新授课【课时】1课时【教材分析】内容分析“外力作用下的振动”是人教版普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3-4第十一章机械振动第5节内容。
本节以“外力作用下的振动”为标题,介绍了“阻尼振动”“受迫振动”“共振”的概念。
教材的地位及新旧教材的对比在内容安排上与老教材有较大的变化,这样做不仅可以使学生认识到阻尼振动、受迫振动和共振都属于外力作用下的振动,而且有利于学生对振动分类的理解。
教材首先介绍了振动物体的固有频率的概念,再从能量的角度分析阻尼振动,进而通过实验探究了受迫振动的频率与驱动力频率的关系,最后利用实验探究了受迫振动的振幅与驱动力频率的关系,从而认识了共振现象。
在教学中我深入挖掘教材资源,充分发挥探究实验的作用,让学生亲身经历实验探究的过程,让学生清楚地认识阻尼振动的振幅减小的过程,观察物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点,达到了较好的教学效果【学生学情分析】1.学生已经具备的知识准备有:机械振动、简谐运动、单摆的思想分析方法。
2.学生的障碍:分析简谐运动的模型时,思路不清晰。
【教学目标】1、知识与技能知道阻尼振动及阻尼振动中能量的转化情况;知道受迫振动,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率;知道共振以及发生共振的条件,知道共振的应用和防止。
2、过程与方法通过对阻尼振动、受迫振动和共振现象的实验探究和实例分析,培养学生的观察分析能力;了解共振在实际中的应用和防止,提高理论联系实际的能力。
3、情感态度与价值观通过受迫振动和共振的教学,认识内因和外因的辩证关系;通过共振的应用和防止的教学,渗透一分为二的辩证法观点。
【重点难点】本节重点:阻尼振动、受迫振动、共振及产生共振的条件本节难点:物体是否能发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的大小关系,与驱动力大小无关;当f驱=f固时,物体做受迫振动的振幅最大。
人教版高中物理选修3-4教案学案第十一章 11.5外力作用下的振动
第十一章第五节外力作用下的振动教案一、教材分析本节是人教版物理选修3-4 十一章第五节,由生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念,然后通过演示实验说明受迫振动的周期与驱动力周期的关系,最后演示实验证明当f驱=f固时,物体做受迫振动的振幅最大,最后引入了共振的概念二、教学目标知识与技能(1)能从能量的观点分析阻尼振动产生的原因(2)掌握受迫振动的概念。
探究受迫振动的频率与驱动力的频率的关系(3)理解共振的概念及产生条件,知道常见的共振的应用和危害过程与方法:通过实验探究受迫振动频率与驱动力频率及共振条件情感态度与价值观体会物理与生活的紧密联系,培养热爱生活的情趣三、教学重点难点重点:1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件难点:1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系,与驱动力大小无关.2.当f驱=f固时,物体做受迫振动的振幅最大四、学情分析.1、教学中应该充分发挥实验的作用,使学生理解物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时,振动的特点.2.在做共振实验时,也可以用如下的实验代替课本中图9-33的实验。
即在同一块薄木板上固定许多长度不同,但质地、粗细相同的小木棒,振动其中的一个,观察其他小木棒哪一个振动得最剧烈。
3.注意引导学生多思考一下共振在实际中的应用(如乐器的共鸣箱等)以及避免共振的做法,培养学生理论联系实际的能力和习惯。
五、教学方法实验、讨论六、课前准备弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器七、课时安排1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标现场演示弹簧振子的运动,提出问题:弹簧振子为什么会停下来而不一直运动下去?那么如何才能让它永不停息的运动呢?(三)合作探究、精讲点播学生带着上述问题阅读课本17-18页内容。
(给予学生2-3分钟时间)现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。
2021年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计 新人教版选修34
2021年高中物理 11.5《外力作用下的振动》教学设计新人教版选修3-4【教学目标】一、知识与技能1.知道什么叫固有频率,理解固有的含义。
2.知道什么叫阻尼振动,能从能量的角度分析阻尼振动产生的原因。
3.知道什么叫驱动力,理解它是按效果命名的力。
4.知道什么叫受迫振动。
理解系统做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与系统的固有频率无关。
5.知道什么叫共振,理解共振发生的条件,知道常见共振的应用和危害。
二、过程与方法1.通过演示实验训练学生的观察能力和由实验现象提炼出规律的能力以及表达能力。
2.通过让学生列举或解释自然现象和生活中实例的方法,培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。
三、情感态度与价值观让学生领略物理现象与规律的奇妙与和谐,发展学生的好奇心与求知欲,体验探究的艰辛与乐趣。
【教学重点】1.受迫振动的频率等于驱动力的频率,与系统的固有频率无关。
2.共振发生的条件。
【教学难点】受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率无关的理解。
【教学方法】演示实验,多媒体视频,启发,讨论,交流。
【课时安排】1课时(固有频率的概念在研究弹簧振子或单摆时已经给出,所以本节课直接从阻尼振动开始)【教学过程】一、复习并引入新课师:前面我们学习简谐运动时引入了两个理想化模型是什么?生:弹簧振子和单摆。
师:说它理想很重要的一点就是我们忽略掉振动中的摩擦阻力或空气阻力等,即忽略掉振动系统的能量损失,那么弹簧振子或单摆做什么样的振动?生:振幅不变的运动(学生可能回答出别的答案,可提醒他从能量的角度考虑此问题。
)师:实际的弹簧振子或单摆的振动肯定有能量损失,它会做什么样的振动呢?演示实验:水平弹簧振子做振幅逐渐减小的振动。
师:这种由于能量的损失导致的振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。
二、新课教学师:你认为振幅减小的快慢与什么相关?生:讨论后得出与阻力大小有关。
演示:单摆的摆动,第一次在空气中;第二次在水中(用玻璃水槽盛水,便于观察)。
5外力作用下的振动-人教版选修3-4教案
外力作用下的振动-人教版选修3-4教案一、知识目标1.掌握受外力作用下的简谐振动的特点及其物理意义,了解受任意外力作用下的振动形态;2.熟悉受简谐振动的干扰及其解决方法;3.了解力的作用方式以及力对物体运动的影响。
二、教学重点1.外力下运动物体的特点及其影响;2.简谐振动的干扰及其解决方法。
三、教学难点1.解决复合振动问题。
四、学情分析在选修2拓展研究的基础上,本单元使学生更深入了解机械谐振,拓展对振动的认识;同时在实践中通过解决简单问题进一步提高学生的能力。
五、教学策略因材施教,注重启发式教学,鼓励学生自主学习,在实践过程中提高学习兴趣,锻炼分析和解决实际问题的能力。
六、教学过程1. 简谐运动——回顾通过图示等形象化的方式回顾简谐运动的基本概念,并强调振动产生的物理意义,以及振动的特点,为下一步学习做好铺垫。
2. 外力下的振动——拓展引导学生思考外力作用下运动物体的特点,并展示各种情况下的振动形态,刻画出普遍意义下的简谐振动;同时通过例题让学生理解简谐振动的相位差的物理意义。
3. 干扰——理解与解决介绍干扰的种类及其形成机理,并引导学生通过解决问题理解和掌握干扰的解决方法。
4. 外力下的震动——综合解决通过讲解力的作用和运动物体之间的关系,引导学生掌握受多个力作用下的物体运动形态,并重点训练学生解决复合振动问题的能力。
七、教学方式1.师生互动:营造良好的讲学互动氛围,讲解过程中自主提问,或者通过学生提问引出问题。
2.课件演示:通过精心制作的课件展示相关图表、实际运动场景等形象化的内容,增强学生学习的直观性。
3.实验实践:倡导学生理论联系实际、动手操作,探究现象规律、展现实验探究的乐趣。
八、教学评估1.在课程中穿插设计简单的测试题,了解学生的掌握程度,及时纠正和补充有误或不足的知识点;2.结合课堂讲解和实践演示,对学生实时进行阶段性评估,并及时纠正和指导不足之处;3.鼓励学生自我评估,认识自己的不足和自身潜能,及时与教师沟通反馈,共同展开有针对性、高效的学习。
人教版选修3-4 11.5 外力作用下的振动 教案 word版含答案
课时11.5外力作用下的振动1.知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
2.知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
3.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
重点难点:对共振及共振曲线的理解,共振的产生条件。
教学建议:本节首先介绍了固有频率的概念,然后从图象和能量的角度分析了阻尼振动,并介绍了受迫振动,最后通过竖直弹簧振子的共振和单摆的共振两类典型的共振实验,全面认识共振现象,理解共振曲线。
教学中要注意阻尼振动、受迫振动、共振三个概念的区别与联系。
导入新课:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。
有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。
这使他大为惊奇,终于惊忧成疾。
他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,闻讯前来探望刘和尚,他拿出刀来把磬磨去几处,从此以后磬就不再自鸣了。
1.固有频率如果振动系统不受①外力的作用,此时的振动叫作固有振动,其振动频率称为固有频率。
2.阻尼振动(1)振动系统中最常见的外力是摩擦力或其他阻力。
当系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了②阻尼。
系统克服阻尼的作用要做功,消耗机械能,因而振幅减小,最后停下来。
这种振幅逐渐③减小的振动,叫作阻尼振动。
(2)振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得④越快。
阻尼过大时,系统不能发生振动。
3.受迫振动(1)驱动力作用在振动系统上的⑤周期性外力叫驱动力。
(2)受迫振动振动系统在⑥驱动力作用下的振动叫受迫振动。
受迫振动稳定时,系统振动的频率等于⑦驱动力的频率,与系统的⑧固有频率无关。
4.共振(1)共振的条件是⑨驱动力频率等于系统的固有频率。
(2)共振是一种特殊的⑩受迫振动,产生共振时,物体的振幅最大(填“最大”或“最小”)。
1.振动系统常见的外力是什么?解答: 是摩擦力或其他阻力。
2.阻尼振动的图象有什么特点?解答: 振幅越来越小。
3.驱动力的频率满足什么条件时振子的振幅最大?解答: 驱动力的频率等于系统的固有频率。
人教版选修3-4 11.5 外力作用下的振动 教案 Word版含答案
课时11.5 外力作用下的振动1.知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
2.知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
3.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
重点难点:对共振及共振曲线的理解,共振的产生条件。
教学建议:本节首先介绍了固有频率的概念,然后从图象和能量的角度分析了阻尼振动,并介绍了受迫振动,最后通过竖直弹簧振子的共振和单摆的共振两类典型的共振实验,全面认识共振现象,理解共振曲线。
教学中要注意阻尼振动、受迫振动、共振三个概念的区别与联系。
导入新课:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。
有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。
这使他大为惊奇,终于惊忧成疾。
他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,闻讯前来探望刘和尚,他拿出刀来把磬磨去几处,从此以后磬就不再自鸣了。
1.固有频率如果振动系统不受①外力的作用,此时的振动叫作固有振动,其振动频率称为固有频率。
2.阻尼振动(1)振动系统中最常见的外力是摩擦力或其他阻力。
当系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了②阻尼。
系统克服阻尼的作用要做功,消耗机械能,因而振幅减小,最后停下来。
这种振幅逐渐③减小的振动,叫作阻尼振动。
(2)振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得④越快。
阻尼过大时,系统不能发生振动。
3.受迫振动(1)驱动力作用在振动系统上的⑤周期性外力叫驱动力。
(2)受迫振动振动系统在⑥驱动力作用下的振动叫受迫振动。
受迫振动稳定时,系统振动的频率等于⑦驱动力的频率,与系统的⑧固有频率无关。
4.共振(1)共振的条件是⑨驱动力频率等于系统的固有频率。
(2)共振是一种特殊的⑩受迫振动,产生共振时,物体的振幅最大(填“最大”或“最小”)。
1.振动系统常见的外力是什么?解答: 是摩擦力或其他阻力。
2.阻尼振动的图象有什么特点?解答: 振幅越来越小。
3.驱动力的频率满足什么条件时振子的振幅最大?解答: 驱动力的频率等于系统的固有频率。
湖北省阳新高中物理选修3-4 11.5《外力作用下的振动》教案(新人教版)
11.5 外力作用下的振动【【教教学学目目标标】】1.知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
2.知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
3.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
【【重重点点难难点点】】1.掌握受迫振动的概念。
2.理解共振的概念及产生共振的条件,知道常见的共振的应用和危害。
【【教教学学方方法法】】比较、观察、分析、推理【【教教学学用用具具】】课 件、弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器【【教教学学过过程程】】一、固有振动1、固有振动:振动系统不受外力作用时的振动,叫固有振动。
2、固有频率和固有周期:振动系统做固有振动时的周期和频率叫固有周期和固有频率。
二、阻尼振动 1、定义:振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动,也叫减幅振动。
2、振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关:阻尼越大,振幅减小得越快。
3、当阻尼很小时,在一段不太长的时间里看不出振幅有明显的变化(等幅振动),此时可以认为是简谐运动。
【例1】如果存在摩擦和空气阻力,那么,任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐振动,在振动过程中振幅、周期和机械能将:( B )A 、振幅减小,周期减小,机械能减小B 、振幅减小,周期不变,机械能减小C 、振幅不变,周期减小,机械能减小D 、振幅不变,周期不变,机械能减小分析:相对同样的简谐运动系统,其周期变大。
【例2】一个单摆摆长为L ,摆球质量为m ,摆动时最大偏角为α,取摆球在平衡位置时的重力势能为零,则这个摆具有的机械能有多大?当摆动到偏角为β的位置时,摆球具有的速度有多大?t(mgl(1-cosα),)三、受迫振动1、驱动力:作用于振动系统的周期性外力叫做驱动力。
2、受迫振动:物体在驱动力作用下的振动叫做受迫振动。
3、受迫振动的周期和频率:(1)物体做固有振动时,其周期和频率等于振动系统本身的固有周期和固有频率。
(2)物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关。
选修3-4第十一章5外力作用下的振动
选修3-4第十一章5外力作用下的振动本章的主要内容是介绍在外力作用下的振动现象。
首先,我们将讨论振动的驱动力和响应,并阐述如何描述外力对振动系统的影响。
然后,我们将重点讨论阻尼振动、周期受迫振动和谐振的特性及其应用。
1.振动的驱动力和响应在实际的振动系统中,外力是造成振动的主要原因之一、它可以通过直接施加在物体上的外力、通过传感器从外界感受到的力或通过其他物体传递给物体的力来实现。
我们将振动系统分为两个主要部分:外力和物体的响应。
物体对外力的响应是通过振动特性来描述的,尤其是位移、速度和加速度等。
2.外力对振动系统的影响外力对振动系统的影响可以通过振动的频率和幅度来描述。
它可以改变振动系统的固有频率和增加振动的幅度。
当外力的频率接近于振动系统的固有频率时,振幅将会达到最大值,这种现象称为共振。
在共振条件下,外力以最大的能量作用于振动系统,并引起振动幅度的大幅增加。
3.阻尼振动阻尼是指当物体在振动时,由于受到外界介质的粘滞阻力而逐渐减小振幅的过程。
根据阻力的大小和振动系统的特性,阻尼可以分为三种类型:强阻尼、临界阻尼和弱阻尼。
强阻尼下,振幅将会逐渐减小并趋向于零;临界阻尼下,振幅会最快地减小到零;弱阻尼下,振幅会逐渐减小至一些稳定值。
4.周期受迫振动周期受迫振动是一种在外力作用下具有周期性振动的现象。
在周期性受迫振动中,外力具有与振动系统固有频率相同或接近的频率。
当外力频率与固有频率相同或接近时,会产生共振现象,振幅显著增加。
周期受迫振动广泛应用于各个领域,如电子学中的共振电路和天线,以及结构动力学研究中的地震响应等。
5.谐振的特性和应用谐振是一种特殊的周期受迫振动,它表现出固有频率和最大振幅。
谐振的特性体现在三个方面:共振频率、最大振幅和相位差。
共振频率是使振幅达到最大的频率,最大振幅是在共振频率附近振幅最大的值,而相位差是指外力和物体响应之间的时间差。
谐振现象广泛应用于天线、音乐乐器、电子仪器和建筑结构等领域。
高中物理选修3-4外力作用下的振动
外力作用下的振动【教学目标】一、知识目标1.知道什么是受迫振动,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率.2.知道什么是共振以及发生共振的条件.3.知道共振的应用和防止的实例.二、能力目标1.通过分析实际例子,得到什么是受迫振动和共振现象,培养学生联系实际,提高观察和分析能力.2.了解共振在实际中的应用和防止,提高理论联系实际的能力.三、德育目标1.通过共振的应用和防止的教学,渗透一分为二的观点.2.通过共振产生条件的教学,认识内因和外因的关系.【教学重点】1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件.【教学难点】1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系,与驱动力大小无关.2.当f驱=f固时,物体做受迫振动的振幅最大.【教学过程】一、导入新课1.什么是阻尼振动?学生答:实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响,系统的机械能损耗,导致振动完全停止,这类振动叫阻尼振动.2.引入:同学们,我们知道,物体之所以做阻尼振动,是由于机械能在损耗,那么如果在机械能损耗的同时我们不断地给它补充能量物体的振动情形又如何呢?本节课我们来研究有关的问题.二、新课教学1.受迫振动(1)演示,用右图所示的实验装置①向下拉一下振子,观察它的振动情况.②学生答:振子做的是阻尼振动.③请一位同学匀速转动把手,观察振动物体的振动情形和刚才有什么不同? 学生答:刚才振子振动一会就停下来,而现在振子能够持续地振动下去. 教师问:使振子能够持续振动下去的原因是什么?学生答:是把手给了振动系统一个周期性的力的作用.(2)通过上述演示分析后,教师总结并板书①作用于振动系统,使系统能持续地振动下去的外力叫驱动力.②物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动.(3)教师问:如果我们给系统施加一作用时间很短的驱动力,系统能持续地振动下去吗?学生讨论后得到要想使物体能持续地振动下去,必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用.(4)同学们想一想:有哪些物体做的是受迫振动?学生答:发动机正在运转时汽车本身的振动;正在发声的扬声器纸盒的振动;飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动;我们听到声音时耳膜的振动等.教师对学生进行激励评价,提醒学生要注意多观察生活,并把学到的物理知识联系实际加以应用.(5)多媒体展示几个受迫振动的实例①电磁打点计时器的振针;②工作时缝纫机的振针;③扬声器的纸盒;④跳水比赛时,人在跳板上走过时,跳板的振动;⑤机器底座在机器运转时发生的振动.(6)教师讲:通过刚才的学习,我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动;那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、系统的固有频率之间有什么关系呢?①还以上图中的装置进行如下演示:用不同的转速分别匀速地转动把手,观察振子的振动快慢情况.②学生叙述观察到的现象:当把手转速小时,振子振动较慢;当把手转速大时,振子振动较快.③定性总结:物体做受迫振动时,振子振动的快慢随驱动力变化的快慢而变化.(7)教师:经过定量实验证明①物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率.②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系.2.共振过渡引言:受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关,但是如果驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时又会发生什么现象呢?(1)演示实验(二)①介绍右图所示的共振演示仪在一根张紧的绳子ab上挂了几个摆,其中A、B、C的摆长相等.②演示:先让A摆摆动,观察在摆动稳定后的现象.③学生描述看到的现象.A摆动起来后,B、C、D、E也随之摆动,但是它们摆动的振幅不同,A、B、C摆动的振幅差不多,而D摆动的振幅最小.(2)出示分析思考题a:A、B、C摆长相同,意味着它们的固有频率有什么关系?根据是什么?b:B、C、D、E做的是什么振动?若是受迫振动,驱动力由什么提供?c:据观察到的现象可得到什么结论?(3)学生讨论后回答①据和得到,A、B、C三摆的固有频率相同.②B、C、D、E做的是受迫振动,它们的驱动力都是由先摆起来的A摆提供的.③据实验现象得到:驱动力的频率f ′等于振动物体的固有频率f ′时,振幅最大,驱动力的频率跟固有频率f ′相差越大,振幅越小.(4)教师讲:通过上述实验,我们得到:受迫振动的振幅A与驱动力的f及振动物体的固有频率之间的关系有关,它们之间的这种关系可用图象来表示:这个图象叫共振曲线.①用多媒体出示共振曲线a:学生叙述坐标轴代表的物理量.纵轴:表示受迫振动的振幅.横轴:表示驱动力的频率.b:据图象特点,学生叙述受迫振动的振幅、驱动力的频率、物体的固有频率之间的关系.当驱动力频率等于物体固有频率时,物体振幅最大,驱动力频率与固有频率相差越大,物体的振幅越小.②教师总结并板书驱动力的频率接近物体的固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做共振.(5)演示:①介绍实验用具:两个频率相同的带有共鸣箱的音叉,放在实验台上.②先用小槌打击音叉A的叉股,使它发声,过一会儿,用手按住音叉A的叉股,使A停止发声,学生描述产生的现象.可以听到没被敲响的音叉发出了声音.③在音叉的叉股上套上一个套管,重新做步骤②,学生描述产生的现象.听不到音叉B发出的声音了.(6)学生阅读课文,得到产生上述现象的原因音叉A的叉股被敲时发生振动,在空气中激起声波,声波传到音叉B,给音叉B以周期性的驱动力.①第一次实验时,A、B的固有频率相同,符合产生共振的条件,于是B的振幅最大,就可以听到B发出的声音.②第二次实验时,由于给B的音叉套上了套管,使A、B的固有频率不再相同,此时B不能产生共振,发出的声音很小,甚至听不到.(7)学生回答①什么是声音的共鸣?——(声音的共振现象叫共鸣)②共鸣箱所起的作用是什么?——使音叉的声音加强.3.共振的应用和防止(1)学生阅读课文,总结共振的应用和防止的实例.(2)学生回答:应用的实例:共振筛、音箱.防止的实例:火车过桥慢开,控制机器的转速等.(3)多媒体展示几个实例:①应用的实例:a:小提琴、二胡等乐器设置共鸣箱.b:建筑工地上浇铸混凝土时使用的振捣器.c:粒料分离时使用的共振筛.②防止的实例:a:军队或火车过桥时要放慢速度或便步走.b:轮船航行时要看波浪的打击方向而改变轮船的航向和速度.c:机器运转时为了防止共振要调节转速.(4)学生通过上述实例分析,回答:①利用共振时,应如何去做?——(利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率)②防止共振时,应如何做?——(在需要防止共振时,应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同,而且相差越大越好.)中要防止共振?四、小结用实物投影仪进行小结:1.物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动.受迫振动的频率取决于驱动力的频率;2.共振是受迫振动的特殊情况,共振是当驱动力的频率等于物体固有频率时,受迫振动的振幅最大的现象.3.共振在实际中的应用,往往是利用共振振幅大的特点,但有时也要防止发生共振,避免产生有害后果.五、教学后记:。
2020-2021学年人教版选修3-4 第十一章 5 外力作用下的振动 教案(2)
《外力作用下的振动》教学设计课题名称外力作用下的振动任课教师教学目标知识与技能1.通过实验认识受迫振动的特点;2.知道共振发生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法。
过程与方法通过对受迫振动频率与驱动力频率关系定性和定量的探究,培养学生物理学习方法。
情感与价值观通过共振的应用与防止,培养学生理论联系实际,并深深感受物理来源于生活有应用于生活。
教学重点1.受迫振动频率与驱动力频率关系;2.共振的条件即f驱= f固教学难点受迫振动的频率与驱动力频率的关系教学方式讨论法、探究法、讲授法教具准备1.视频一:著名男高音帕瓦罗蒂《我的太阳》;2.视频二:人发出声音震碎玻璃杯;3.手摇共振仪;4.电动共振仪;5.单摆共振仪;6.视频三:共振筛;7.多媒体课件。
板书设计一、阻尼振动:1.特点:频率不变,振幅减小;2.振动图像:二、受迫振动:1.驱动力:2.特点:受迫振动频率等于驱动力频率;3.共振:当驱动力频率等于系统固有频率时,受迫振动振幅最大;4.共振曲线:三、共振的应用和防止:1.应用:共振筛、次声波武器;2.防止:火车过桥减速、军队过桥使用便步。
探究实验【演示实验一】器材:电动电动弹簧振子目的:探究受迫振动振幅与驱动力频率的定性关系【观察、思考、讨论、总结】观察振子振幅随驱动力频率变化而变化的情况,记录数据,讨论总结自己的观点。
【造思维冲突】推翻振动频率越快振幅越大的错误观点,增加学生继续寻找正确结论的欲望。
【演示实验二】器材:单摆共振仪目的:探究受迫振动振幅与驱动力频率的定量关系【观察、思考、讨论、总结】比较主动摆摆长变化时各个被动摆的振幅大小情况。
通过观察实验让学生用自己的语言总结出正确的结论,培养学生通过实验现象来总结的学习能力。
前后呼应【提问】再次提出帕瓦罗蒂高音洪亮和声音震碎玻璃的问题。
【思考、讨论、总结、回答】培养学生运用所学知识解释生活中的物理现象的能力。
学以致用【播放视频、图片】视频:共振筛图片:次声波武器图片:军队过桥用便步图片:火车过桥减速【思考、交流、讨论、回答】培养学生学以致用、总结归纳以及语言表达能力,知道物理源于生活,又高于生活。
高中物理选修3-4教学设计3:11.5 外力作用下物体的振动教案
11、5外力作用下物体的振动的教学设计教学目标:知识与技能:1.通过实验认识受迫振动的特点;2.知道共振发生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法。
过程与方法:通过对受迫振动频率与驱动力频率关系定性和定量的探究,培养学生物理学习方法。
情感态度价值观:1.通过应用共振处理毛毛虫的分析,培养学生的环保意识;2.通过共振的应用与防止,培养学生理论联系实际,并深深感受物理来源于生活有应用于生活。
教学重点:1.受迫振动频率与驱动力频率关系;2.共振的条件即f驱= f固教学难点:受迫振动的频率与驱动力频率的关系教学方法:讨论法、探究法、讲授法教学仪器:共振摆、弹簧振子、多媒体课件课时安排:一课时教学过程:环节一:复习回顾教师提问:1.简谐运动中能量如何变化?2.简谐振动的能量与什么有关?学生回答:动能与势能相互转换;简谐运动的能量与振幅有关【设计意图】回顾已学内容,为新知识的学习做铺垫。
环节二:多元互动,学习新知教师演示:演示实验1:振子自由振动提出固有周期和固有频率学生观察:固有周期和固有频率教师提问:实际生活中振子的运动最终会停止,振幅会如何变化?学生回答:振幅变小教师提出这种运动为阻尼振动。
一、阻尼振动1、阻尼振动:振幅逐渐减小的振动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。
4、实际的自由振动一定是阻尼振动【设计意图】通过实验学生直观感受阻尼振动的现象,通过学生独立完成阻尼振动图像,培养学生独立自主学习能力,同时加强师生、生生交流。
教师播放视频前,提醒学生观看视频时需要关注的地方:姑娘为什么越荡越高?学生观看视频: 《荡秋千的姑娘》,讨论思考教师提问学生回答:荡秋千的姑娘不断蹲起给秋千输入能量使秋千越荡越高。
教师提出这种不断有外界驱动的振动为受迫振动【设计意图】通过轻松愉快的视频,不仅培养学生观察能力,同时激发学生勇敢、竞争的情感意识,使学生在轻松气氛中学有收获。
湖北省阳新高中物理选修3-4 11.5《外力作用下的振动3》教案(新人教版)
第五节、外力作用下的振动教学目标(1)知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。
(2)知道受迫振动的概念。
知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。
(3)理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。
教学重点、难点:受迫振动,共振。
教具:多媒体课件受迫振动演示仪摆的共振演示仪教学过程:(引入)视频,大桥共振倒塌一.自由振动固有周期(频率):仅在系统内力作用下的振动,如简谐运动。
自由振动是等幅振动。
自由振动的周期(频率)与振幅无关,故称固有周期(频率)。
二.阻尼振动:考虑实际摆球的振动过程中,由于空气阻力的作用,振幅不断减小,叫阻尼振动三.受迫振动问:怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变,而一直振动下去呢?引导学生答出,应不断地向系统补充损耗的机械能,以使振动物体的振幅不变。
举几个振动的例子,例如电铃响的时候,铃锤是做等幅振动。
电磁打点计时器工作时,打点针是做等幅振动。
挂钟的摆是做等幅振动。
……它们的共同特点是,工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。
这种周期性变化的外力叫驱动力在驱动力作用下物体的振动叫受迫振动。
再让学生举几个受迫振动的例子,例如内燃机气缸中活塞的运动,缝纫机针头的运动,扬声器纸盆的运动,电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。
1.受迫振动的频率。
问:受迫振动的频率跟什么有关呢?让学生注意观察演示(图3)。
用不同的转速匀速地转动把手,可以发现,开始振子的运动情况比较复杂,但达到稳定后,振子的运动就比较稳定,可以明显地观察到受迫振动的周期等于驱动力的周期。
这样就可以得到物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振子的固有频率无关。
2.受迫振动的振幅共振问:受迫振动的振幅又跟什么有关呢?演示摆的共振(装置如图4),在一根绷紧的绳上挂几个单摆,其中A、B、G球的摆长相等。
当使A摆动起来后,A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力,经一段时间后,它们都会振动起来。
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4、阻尼振动过程中:周期和频率不变。
5、实际的振动一定是阻尼振动,简谐运动是无阻尼振动
思考:怎样才能使受阻力的振动的物体的
振幅不变,而一直振动下去呢?
用周期性的外力作用于振动系统,通过 外力对系统做正功,补偿系统机械能的损耗, 使系统持续地振动下去。
三动
1、驱动力(又叫策动力):
横轴:表示驱动力的频率 纵轴:表示受迫振动的振幅
生活中的共振现象
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
生活中的共振现象
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,究其原因,还是 笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振 而死亡。
生活中的共振现象
声音的共振现象——共鸣
共鸣箱
生活中的共振现象
为什么登山运动员登山时严禁大声喊叫??
因为喊叫声中某一频率若正好与山上积雪的固有频率 相吻合,就会因共振而引起雪崩,其后果十分严重。
生活中的共振现象
龙 洗 盆
古代用以盛水盥洗的器皿。传说是明朝开国皇帝朱元璋为不 爱洗脸的独生子,召集全国的能工巧匠打制而成,为皇子的专 用洗盆。若以手摩擦两耳得法,即可泛起水花,景象十分别致。 盆沿图案由回纹和龙纹构成,盆底有四条龙,盆沿有两只盆 耳,倒些清水到“龙洗”中,用手掌慢慢地去摩擦盆边的提耳, 霎时间,铜盆便可以发出嗡嗡之声,其中盛的水便会起雾、震 荡、溅起层层浪花,随着摩擦越来越快,水花也越冲越高.
三、受迫振动
受迫振动实例: ①跳板在人走过时发生的振动 ②机器底座在机器运转时发生的振动
③听到声音时耳膜的振动 ④电磁打点计时器的振针所做的振动 ⑤ 轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和大小 ⑥洗衣机正常工作时的振动。
实际生活中持续振动的例子都是受迫振动
四、共振
1.定义:当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受 迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。 2.条件:f驱 = f固 3.共振曲线:
第十一章
机械振动
11.5 物体在外力作用下的振动
【学习目标】 1、通过实验,认识受迫振动的特点 2、知道共振发生的条件以及应用共振和防止共 振的事例和方法 通过观察演示实验,概括出共振发生的条件, 培养我们的观察、概括能力 【情感、态度与价值观】 1.通过观察,培养我们观察能力. 2.通过讨论与交流,培养勇于表达的习惯和用 科学语言严谨表达的能力.
物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力 的频率,跟物体的固有频率无关。
3、共振: 当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时, 受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。
A、利用共振时:应使驱动力的频率f接近或等于振动 物体的固有频率f0 B、防止共振时:应使驱动力的频率f与物体的固有 频率f0不同,而且相差越大越好
重点: 1.什么是受迫振动. 2.什么是共振及产生共振的条件 难点: 1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体 固有频率的关系,与驱动力大小无关. 2.当f驱=f固时,物体做受迫振动的振幅最 大。
一.自由振动及其图象:
1、自由振动:系统不受外力作用,也不受任何阻力,
只在自身回复力作用下的振动称为自由振动。 2、自由振动的频率,叫做系统的固有频率。 自由振动的周期叫做系统的固有周期。
维持受迫动的周期性外力
2、受迫振动:
物体在外界驱动力作用下的振动
物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力 的频率,跟物体的固有频率无关。
三、受迫振动
受迫振动的振幅由什么决定呢?
物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频 率共同决定:两者越接近,受迫振动的振幅越大,两者相 差越大,受迫振动的振幅越小。
生活中的共振现象
1940 年11月7日美国的全长860米的Tocama 悬索桥 因在建成后的4个月就因风共振而坍塌 。
生活中的共振现象
微波炉加热原理: 食物中水分子的振动频率约为2500MHz ,具有 大致相同频率的电磁波称为 “微波” 。微波 炉加热食品时,炉内产生很强的振荡电磁场, 使食物中的水分子作受迫振动,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。
m 弹簧振子:T 2 k
单
l 摆: T 2 g
固有周期和固有频率:由系统本身的特征决定,与振幅无关。
二、阻尼振动及其图象:
1、阻尼振动:系统振动过程中受到阻力作用,系统 克服阻力做功,消耗机械能,因而振幅减小,这种 振动叫做阻尼振动。
2、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。 3、阻尼振动的图像
生活中的共振现象
共振筛的原理示意图
五、共振的防止和应用 1、防止 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。 2、应用 使驱动力的频率接近或等于振动物体的 固有频率。 吕飞龙的“狮吼功”是如何炼成的?
小结
1、阻尼振动:振幅(能量)逐渐减小的振动。
2、受迫振动:物体在周期性驱动力作用下的振动。