高二物理外力作用下的振动

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高二物理简谐振动 振幅、周期、频率 知识精讲 人教版

高二物理简谐振动 振幅、周期、频率 知识精讲 人教版

高二物理简谐振动 振幅、周期、频率 知识精讲 人教版一. 本周教学内容:第九章 第一节 简谐振动 第二节 振幅、周期、频率二. 知识要点:知道什么是简谐运动以与物体做简谐运动回复力特点,理解位移和回复力的概念,理解简谐运动在一次全振动中位移、回复力、加速度和速度的变化情况。

理解弹簧振子概念与实际物体运动抽象为弹簧振子的条件。

理解回复力kx F -=的意义。

知道振幅、周期、频率是描述振动整体特征的物理量,知道它们的物理意义,理解振幅和位移的区别,理解周期和频率的关系,知道什么是固有周期和固有频率。

三. 重点、难点解析: 1. 机械振动:物体〔或物体的一局部〕在某一位置附近做往复运动,叫做机械振动,简称振动。

物体受力满足2条才能做振动①是每当物体离开振动的中心位置就受到回复力作用力;②是运动中其它阻力足够小。

描述振动的名词。

① 平衡位置:物体振动停止时的位置也就是静止平衡的位置。

② 回复力:振动物体离开平衡位置就受到一个指向平衡位置的力,叫回复力。

回复力是力的作用效果命名的。

它可以是一个力,也可以是某个力的分力或者几个力的合力。

只要物体离开平衡位置回复力就不为零,方向指向平衡位置。

③ 振动位移:以平衡位置为原点〔起点〕的位移。

数值为从平衡到振动物体达到的位置的直线距离方向由平衡位置指向物体位置。

④ 一次全振动:物体以一样的速度经某位置,又以一样的速度回到同一位置,叫完成一次全振动。

2. 简谐振动:① 弹簧振子:一轻弹簧连接一质点,质点运动时不受摩擦阻力。

这样的装置叫弹簧振子。

弹簧振子沿水平方向运动过程分析,取水平坐标轴,平衡位置为原点。

弹簧处原长状③ 回复力:kx F -=。

④ 简谐运动的定义:质点在跟偏离平衡位置的位移成正比,并总指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐运动。

⑤ 简谐运动的动力学特征:kx F -=。

⑥ 运动学特征:x mka -=是变加速运动。

⑦ 整体特征与运动学量变化规律:位移、加速度、速度都按周期性变化。

高二物理选修3-4同步练习:11-5 外力作用下的振动

高二物理选修3-4同步练习:11-5 外力作用下的振动

基础夯实1.(2012·海岳中学高二检测)随着电信业的发展,手机是常用的通信工具,当来电话时,它可以用振动来提示人们。

振动原理很简单:是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。

当叶片转动后,手机就跟着振动起来。

其中叶片的形状你认为是图中的()答案:A解析:手机做受迫振动。

2.下列说法正确的是()A.实际的自由振动必然是阻尼振动B.在外力作用下的振动是受迫振动C.阻尼振动的振幅越来越小D.受迫振动稳定后频率与自身物理条件无关答案:ACD解析:实际的自由振动,必须不断克服外界阻力做功而消耗能量,振幅会逐渐减小,必然是阻尼振动,故A、C正确;只有在周期性外力(驱动力)的作用下物体所做的振动才是受迫振动,B错;受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定,与自身物理条件无关,D对。

3.如图所示,把两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz,乙弹簧振子的固有频率为72 Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用下做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是()A.甲的振幅较大,且振动频率为8 HzB.甲的振幅较大,且振动频率为9 HzC.乙的振幅较大,且振动频率为9 HzD.乙的振幅较大,且振动频率为72 Hz答案:B解析:物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率;物体的固有频率越接近驱动力的频率,物体振动的振幅就越大,所以B正确。

4.(2011·银川模拟)在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦地探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题,在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是() A.加大飞机的惯性B.使机体更加平衡C.使机翼更加牢固D.改变机翼的固有频率答案:D5.如图所示,一个偏心轮的圆心为O,重心为C,它们所组成的系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f ,当偏心轮以角速度ω绕O 轴匀速转动时,则当ω=__________时振动最为剧烈,这个现象称为____________。

高二物理第十一章 机械振动 第4~5节人教实验版知识精讲

高二物理第十一章 机械振动 第4~5节人教实验版知识精讲

高二物理第十一章机械振动第4~5节人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容:第十一章机械振动第四节单摆第五节外力作用下的振动二. 重点、难点解析:1. 知道什么是单摆,了解单摆的构成。

2. 掌握单摆振动的特点,知道单摆回复力的成因,理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。

3. 知道单摆的周期跟什么因素有关,了解单摆的周期公式,并能用来进展有关的计算。

4. 知道用单摆可测定重力加速度。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 知道什么是共振以与发生共振的条件。

三. 知识内容:第一局部1. 单摆〔1〕定义:细线一端固定在悬点,另一端栓一个小球,悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略,线长又比球的直径大得多,这样的装置叫单摆。

说明:单摆是实际摆的理想化模型线的伸缩和质量可以忽略──使摆线有一定的长度而无质量,质量全部集中在摆球上。

线长比球的直径大得多,可把摆球当作一个质点,此时悬线的长度就是摆长,实际单摆的摆长是从悬点到小球的球心。

单摆的运动忽略了空气阻力,实际的单摆在观察的时间内可以不考虑各种阻力。

〔2〕单摆的摆动①单摆的平衡位置当摆球静止在O点时,摆球受到重力G和悬线的拉力F'作用,这两个力是平衡的。

O点就是单摆的平衡位置。

②单摆的摆动摆球沿着以平衡位置O 为中点的一段圆弧做往复运动,这就是单摆的振动。

2. 单摆做简谐运动〔1〕回复力:重力G 沿圆弧切线方向的分力G 1=mgsinθ是沿摆球运动方向的力,正是这个力提供了使摆球振动的回复力,也可以说成是摆球沿运动方向的合力提供了摆球摆动的回复力。

F=G 1=mgsinθ〔2〕单摆做简谐运动的推证在偏角很小时,sinθ≈Lx ,又回复力F=mgsinθ 所以单摆的回复力为mg F x L =- 〔期中x 表示摆球偏离平衡位置的位移,L 表示单摆的摆长,负号表示回复力F 与位移x 的方向相反〕对确定的单摆,m 、g 、L 都有确定的数值,Lmg 可以用一个常数表示。

外力作用下的振动 课件

外力作用下的振动 课件

古代的磬
原来,这口磬和饭堂的一口大钟,它们
的固有频率正好相同。每当小和尚敲响大钟 时,大钟的振动使得周围的空气也随着振动 起来,声波的频率等于大钟的固有频率,当 声波传到老和尚房内的磬上时,由于磬的固 有频率跟声波频率相同,使磬产生共振。发 出了"嗡嗡"的响声。这就是发生振动的共振 现。
为什么登山队员在登山过程中不能大声说话?
2、受迫振动: 系统在驱动力作用下的振动
3、受迫振动的特点: 受迫振动的频率总等于驱动力的频 率,与系统的固有频率无关。
1、共振曲线Leabharlann 三、共 振2、共振
驱动力的频率等于系统 的固有频率时,受迫振动 的振幅最大,这种现象叫 做共振。
驱动力的频率与系统的 固有频率相差越少,振幅 越大,相差越多,振幅越 小。
1940年,美国的全长860米的塔柯姆大桥 在建成后的4个月就因风共振而倒塌
在我国西北一带,山头终年积雪。每当春 暖花开,山上冰雪融化,雪层会离开原来的地 方滑动。往往一次偶然的大吼声,厚厚的雪层 就会因为共振而崩塌下来,因此规定攀登雪山 的勘察队员,登山队员不能大声说话。
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
外力作用下的振动
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
思考:怎样才能使做阻尼振动的物 体持续不断地周期性振动下去?
二、受迫振动
1、驱动力: 作用在振动系统上的周期性外力
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,

高二物理机械振动

高二物理机械振动

二、共振
• 点击下图观看实验演示(有解说)
实验表明:
• 受迫振动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,振动物体的振幅将达到最大.
因此:受迫振动的振幅 A与驱动力的f’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 (如右图).
共振的防止
1、军队或火车过桥时要放慢速度或便步走. 2、机器运转时为了防止共振要调节转速 . 3、在振动物体底座加防振垫 4、装修剧场、房屋时使用吸声材料等
结束
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个夜晚, A.香港少数候任立法会议员在宣誓时宣扬“港独”,恨”, 要求符合对联的基本要求。分) 复道行空,么说的证据。 清华派》)“清新俊逸”, 有卖房子押田地来交纳劳役的。1. 生,抵制 每错、漏、多一个字扣 A … 分) 13.日具 琅琊人也。但是人口的流动率小, (5 ”怀 之 公元 (3)北大其魂是指北大 这是一个“熟悉”的社会, 张喙而.恐喝之,任河南令,成为世界 此身南北老, 以才有三家村式的微型村落的存在。人,他坚持 或拿去跟孩子们比赛,3、依次填人下列横线处的词语,示例一 但也不完全否认艺术。视角由低而高, 几 乎都是从北大开始。孤立和隔膜并不是以个人为单位的,但腹有诗书。以 我们能介入其中的,秦国的威胁(就)可以消除。故亲近生。抵御 他们选择固守乡土,不数年可庇。10 (选自《史记·屈原贾生列传》,D、莅.校(wèi) 一.现代文阅读(35 假使拥有的地理形势有利如秦 国,匆匆未识,而必为之图存也哉!6.将杀之,词人的作品,是时年岁不登,他们终日游戏玩耍,但“南辕北辙”所指的“彼此”限于行 免冠谢。(毛泽东《沁

高二物理竞赛课件:受迫振动和共振

高二物理竞赛课件:受迫振动和共振

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二、共振
A m
F0
(02
d2
)2
4
2 2 d
当驱动力的角频率等于 某个特定值时,位移振幅达到 最大值的现象称为位移共振 (displacement resonance)。
dA 0
d d
r 02 2 2
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vm m
d F0
(02
d2
)2
4
2 2 d
受迫振动速度在一定 条件下发生共振的的现象 称 为 速 度 共 振 ( velocity resonance)。
令 Acos A1 cos 1 A2 cos 2 1 Asin A1 sin 1 A2 sin 2 2
x Acos cos t Asin sin t
x Acos ( t )
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★ 结论:
(1) 同振向同频率谐振动的合成仍为谐振动。 (2) 合振动的频率与两分振动的频率相同。 (3) 合振动振幅和初相由下式决定:
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同一直线上、同频率谐振动的合成
x1 A1 cos ( t 1) , x2 A2 cos ( t 2 )
1. 数学分析法
x x1 x2 A1 cos ( t 1) A2cos ( t 2) ( A1cos1 A2 cos2 )cos t ( A1 sin1 A2 sin2 )sin t
①2 ②2 A A12 A22 2A1 A2 cos( 2 1 )
②①
arctan A1 sin1 A2 sin2 A1 cos1 A2 cos2
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d vm 0
d d
r 0
在阻尼很小的前提下,
速度共振和位移共振可以认
为等同。

高二物理必修二力学知识点

高二物理必修二力学知识点

高二物理必修二力学知识点# 高二物理必修二力学知识点解析引言力学是物理学中的基础学科,它研究物体在力的作用下的运动规律。

在高中物理教学中,高二物理必修二的力学知识点是学生理解和掌握物理概念的关键部分。

本文将对高二物理必修二中的力学知识点进行详细解析,帮助学生构建起扎实的物理基础。

一、力的概念与分类力是物体间的相互作用,它能够改变物体的运动状态。

力的分类多样,包括但不限于摩擦力、重力、弹力、电场力和磁场力等。

在高中物理中,我们主要关注以下几种力:1. 重力:由地球的吸引产生的力,作用于所有物体,方向竖直向下。

2. 弹力:物体发生形变后,力图恢复原状所产生的力。

3. 摩擦力:当两个物体接触面间有相对滑动趋势时,阻碍物体相对运动的力。

二、力的合成与分解力的合成与分解是力学中的重要概念,它涉及到力的大小和方向的计算。

当多个力作用于同一物体时,可以通过矢量加法合成一个等效的合力。

同样,一个力也可以分解为几个分力,这些分力的合成与原力效果相同。

1. 矢量加法:力作为矢量,其合成遵循平行四边形定则。

2. 合力与分力:合力是所有分力的矢量和,而分力是合力按一定规则分解得到的矢量。

三、牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动规律的三个基本定律,对于理解和分析物体的运动至关重要。

1. 牛顿第一定律(惯性定律):物体在没有外力作用时,将保持静止或匀速直线运动状态。

2. 牛顿第二定律(加速度定律):物体的加速度与作用在其上的合外力成正比,与物体的质量成反比,方向与合外力方向相同。

3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律):物体间的力是相互作用的,作用力和反作用力大小相等、方向相反。

四、运动的描述物体的运动可以通过位移、速度和加速度等物理量来描述。

1. 位移:物体从初始位置到末位置的直线距离,是矢量。

2. 速度:物体单位时间内的位移变化量,也是矢量。

3. 加速度:速度的变化量与时间的比值,反映速度变化快慢的物理量。

五、功、能量和动量功、能量和动量是物理学中描述物体运动状态的另外三个重要概念。

2021-2022高二物理人教版选修3-4学案:第十一章 5 外力作用下的振动 Word版含答案

2021-2022高二物理人教版选修3-4学案:第十一章 5 外力作用下的振动 Word版含答案

学案5外力作用下的振动[目标定位] 1.知道什么是阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点赐予说明.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.知道共振以及发生共振的条件,知道共振的应用和防止的实例.一、阻尼振动[问题设计]在争辩弹簧振子和单摆振动时,我们强调忽视阻力的影响,它们做的振动都属于简谐运动.而实际上,在试验室中让一个弹簧振子振动起来,经过一段时间它将停止振动,你知道是什么缘由造成的吗?答案阻力阻碍了振子的运动,使机械能转化为内能.[要点提炼]1.固有振动假如振动系统不受外力的作用,此时的振动叫做固有振动,其振动频率称为固有频率.2.阻尼振动(1)系统受到摩擦力或其他阻力的作用时,我们说振动受到了阻尼.系统克服阻尼的作用要消耗机械能,因而振幅减小,最终停下来,阻尼振动的图象如图1所示.图1(2)阻尼振动的振幅不断减小,系统的机械能不断削减,但阻尼振动的频率不变,其频率为固有频率,由系统本身打算.例如:用力敲锣,由于锣受到空气的阻尼作用,振幅越来越小,锣声减弱,但音调不变.二、受迫振动[问题设计]如图2所示,当弹簧振子自由振动时,振子就会渐渐地停下来,怎样才能使振子能够持续振动下去?图2答案有周期性外力作用于弹簧振子.[要点提炼]1.受迫振动加在振动系统上的周期性的外力,叫做驱动力.系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动.2.受迫振动的周期和频率做受迫振动的物体振动稳定后,其振动频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关(填“有关”或“无关”).三、共振[问题设计]你知道部队过桥时为什么要便步走吗?答案防止共振现象发生.[要点提炼]1.共振的条件驱动力的频率与系统的固有频率相等,即f驱=f固.2.共振曲线如图3所示,共振曲线的横坐标为驱动力的频率,纵坐标为受迫振动系统的振幅.当驱动力的频率与系统的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大.图33.共振的利用与防止(1)利用:在应用共振时,使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率.如:共振筛、荡秋千、共振转速计等.(2)防止:在防止共振时,使驱动力的频率与系统的固有频率相差越大越好.如:部队过桥应便步走、火车过桥要减速等.4.固有振动、受迫振动和共振的比较振动类型比较项目固有振动受迫振动共振受力状况仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质打算,即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率打算,即T=T驱或f=f驱T驱=T固或f驱=f固振动能量振动物体的机械能不变(或守恒)由产生驱动力的物体供应振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆机器运转时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等一、对阻尼振动的理解例1一单摆做阻尼振动,则在振动过程中()A.振幅越来越小,周期也越来越小B.振幅越来越小,周期不变C.在振动过程中,通过某一位置时,机械能始终不变D.在振动过程中,机械能不守恒解析因单摆做阻尼振动,所以振幅越来越小,机械能越来越小,振动周期不变.答案BD二、对受迫振动的理解例2如图4所示,把两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为9 Hz,乙弹簧振子的固有频率为72 Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时,则两个弹簧振子的振动状况是()图4A.甲的振幅较大,且振动频率为18 HzB.甲的振幅较大,且振动频率为9 HzC.乙的振幅较大,且振动频率为9 HzD.乙的振幅较大,且振动频率为72 Hz解析依据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大,由于甲的固有频率等于驱动力的频率,做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率,所以B选项正确.答案B三、对共振的理解例3如图5所示的演示装置,一根张紧的水平绳上挂着五个单摆,其中A、E摆长相同,先使A摇摆,其余各摆也随着摇摆起来,可以发觉振动稳定后()图5A.各摆的固有周期均相同B.各摆振动的周期均与A摆相同C.C摆振幅最大D.B摆振动周期最小解析单摆的固有周期由摆长打算,故除A、E固有周期相同外,其他摆的固有周期都不相同,A错;A摇摆后,通过水平绳对四周的B、C、D、E四个单摆供应周期性的驱动力,四摆都在同一驱动力作用下运动,故它们的振动周期均与A摆的固有周期相同,B对,D错;其中E摆发生共振现象,振幅最大,C错.答案B例4一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图6所示,则()图6A.此单摆的固有周期约为0.5 sB.此单摆的摆长约为1 mC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动解析由共振条件知单摆固有频率为f=0.5 Hz,则其固有周期为T=1f=2 s,选项A错;由单摆周期公式T=2πlg,可求得单摆摆长为l=gT24π2≈1 m,选项B对;摆长增大,单摆的周期变大,其固有频率变小,共振曲线的峰将向左移动,选项C、D错.答案B。

高二物理简谐运动的特征及有关物理量的变化规律 人教版

高二物理简谐运动的特征及有关物理量的变化规律 人教版

高二物理简谐运动的特征及有关物理量的变化规律一、简谐运动的特征物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐运动。

其受力特征为:F=kx -式中回复力F 是指振动物体所受的合外力, x 表示物体偏离平衡位置的位移,式中的负号表示回复力的方向与位移的方向相反。

式中k 的含义因振动系统的不同而不同,它是由振动系统本身结构决定的,而对于一般的简谐运动,k 不能理解为弹簧的劲度系数,只能理解为一般的比例常数。

上式是判断一个物体的振动是不是简谐运动的基本条件。

例1.如图1甲所示,让一个小球在两个相连接、倾角为θ(θ很小)的光滑斜面上做上下滑动。

问:小球的运动是不是简谐运动?为什么?解析:小球在两个斜面上的受力情况如图1乙所示,可以看出:小球受重力G 和斜面的支持力N 的合力F 总是指向斜面的最低点-平衡位置,因此小球将在这个回复力F 的作用下,在平衡位置两侧往复地运动。

虽然回复力F 的方向总是和位移的方向相反,但它的大小等于Gsin θ始终不变,与位移的大小无关,不符合F=kx -的条件。

所以小球的运动不属于简谐运动,只是一般的机械振动。

评注:简谐运动是机械振动中最简单最基本的运动,其特征是运动物体受的回复力的大小与位移的大小成正比,回复力的方向与位移的方向相反。

而一般的机械振动虽然也在平衡位置两侧做往复运动,但不具有上述特征。

例2.如图2所示,将一个轻质弹簧一端悬挂于O 点,另一端系一质量为m 的小物块,整个装置处于静止状态。

今用外力向下拉动物块,使其向下移动一小段距离,然后使小物块自由运动。

试证明小物块的运动是简谐振动。

解析:物块受重力及弹簧的弹力作用,物块处在平衡位置时弹簧被拉长了0x ,设弹簧的劲度系数为k ,则有mg =0kx 。

设某一时刻物块正处于平衡位置以下x 处,则物块所受的合力大小为F=0()k x x +-mg=kx ,方向向上指向平衡位置。

若某一时刻物块处于平衡位置以上x 处,则物块所受合力大小为F= mg 0()k x x --=kx ,合力方向向下指向平衡位置。

物理人教版高中选修3-4人教版高二物理选修3-4第十一章《机械振动全章》教案

物理人教版高中选修3-4人教版高二物理选修3-4第十一章《机械振动全章》教案

高二物理选修3-4第十一章机械振动全教案11.1简谐运动教学目的(1)了解什么是机械振动、简谐运动(2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。

2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化课型:启发式的讲授课教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程(教学方法)教学内容[引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。

1.机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动?[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。

请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征?[演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)](3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)]{提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征?{归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。

2.简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。

(1)弹簧振子演示实验:气垫弹簧振子的振动[讨论] a.滑块的运动是平动,可以看作质点b.弹簧的质量远远小于滑动的质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。

高二物理会考复习(三)机械振动和机械波人教版知识精讲

高二物理会考复习(三)机械振动和机械波人教版知识精讲

高二物理会考复习〔三〕机械振动和机械波人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:会考复习〔三〕机械振动和机械波 分子动理论气体的状态与状态参量二. 知识要点:〔一〕简谐振动1. 机械振动的定义:物体在某一中心位置两侧所做的往复运动。

2. 回复力的概念:使物体回到平衡位置的力;注意:回复力是根据力的效果来命名的,可以是各种性质的力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。

3. 简谐运动概念:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。

特征是:1kx F -=;m kx a /-=。

〔特例:弹簧振子〕4. 简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律。

〔参看课本〕〔1〕振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的,方向从平衡位置指向末位置、大小为这两位置间的直线距离,在两个“端点〞最大,在平衡位置为零。

〔2〕加速度a 的变化与回F 的变化是一致的,在两个“端点〞最大,在平衡位置为零,方向总是指向平衡位置。

〔3〕速度大小v 与加速度a 的变化恰好相反,在两个“端点〞为零,在平衡位置最大。

除两个“端点〞外任一个位置的速度方向都有两种可能。

〔二〕振幅、周期、频率1. 振幅A 的概念:振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。

它是描述振动强弱的物理量。

2. 周期和频率的概念:振动的物体完成一次全振动所需的时间称为振动周期,单位是秒;单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率,单位是赫兹。

周期和频率都是描述振动快慢的物理量。

注意:全振动是指物体先后两次运动状态........〔位移和速度〕完全一样....所经历的过程。

振动物体在一个全振动过程通过的路程等于4个振幅。

3. 周期和频率的关系:fT 1= 4. 固有频率和固有周期:物体的振动频率,是由振动物体本身的性质决定的,与振幅的大小无关,所以叫固有频率。

振动周期也叫固有周期。

〔三〕简谐运动的图象1. 简谐运动的图象:〔1〕作法:以横轴表示时间,纵轴表示位移,根据实际数据取单位,定标度,描点。

11-5 外力作用下的振动

11-5 外力作用下的振动

(2010· 三明市五校联考)如图所示,一根张紧的绳上挂几 个摆,其中A、E摆长相等,先让A摆振动起来,其他各摆也 随着振动起来,下列说法中正确的是( )
第十一章
第五节
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A.其他各摆振动周期跟A摆相同 B.其他各摆振动振幅大小相等 C.其他各摆振动振幅大小不等,E摆振幅最大 D.其他各摆振动周期大小不同,D摆周期最大
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课后强化作业(点此链接)
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答案:不变。周期与振幅无关
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二、共振及其条件的理解 1.共振的定义:物体做受迫振动时,当驱动力的频率 等于系统的固有频率时,振动的振幅最大,这种现象叫共 振。 2.发生共振的条件 f驱=f固,即驱动力的频率等于振动系统的固有频率。
第十一章
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3.对阻尼振动的理解 (1)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。 (2)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。
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特别提醒: ①受迫振动的振幅与驱动力频率有关。 ②受迫振动的振幅可以不变,但受迫振动的机械能是不 守恒的。 ③共振是物体做受迫振动时的一种特殊现象。 共振有 利时尽量让f接近f0,有害时尽量让f远离f0。
第十一章

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

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。

高二物理选择性必修件受迫振动共振

高二物理选择性必修件受迫振动共振

01
运用数值计算方法(如有限差分法、有限元法等)求解复杂受
迫振动问题的近似解。
线性代数方法
02
通过线性代数方法处理多自由度受迫振动问题,将问题转化为
矩阵形式进行求解。
概率统计方法
03
在处理具有随机性的受迫振动问题时,可运用概率统计方法对
数据进行处理和分析。
06
科技前沿:新型材料在减 振降噪中应用
新型材料减振降噪原理剖析
解地球内部结构和性质。
04
实验探究:受迫振动和共 振实验设计
实验目的和原理介绍
实验目的
通过观察和测量受迫振动的现象,探究共振的条件和特点,加深对振动和波动 理论的理解。
原理介绍
受迫振动是指物体在周期性外力的作用下发生的振动,其频率与外力频率相同 。当外力的频率接近或等于物体的固有频率时,振幅会显著增大,产生共振现 象。
1 2 3
能量吸收与转化
新型材料通过特殊结构和成分设计,能够吸收并 转化振动产生的能量,从而降低振幅和噪音。
阻尼效应
某些新型材料具有高分子链段运动能力,可产生 显著的阻尼效应,消耗振动能量,达到减振降噪 的目的。
多层复合结构
利用不同材料层间的相互作用,实现振动波在不 同材料层间的反射、折射和干涉,达到减振降噪 的效果。
设备精度的同时,有效降低了噪音水平。
03
智能减振降噪材料
通过引入压电、磁致伸缩等智能材料,实现减振降噪系统的自适应调节
。这类材料在航空航天、军事等领域具有广泛应用前景,可根据不同环
境和工作条件自动调节减振降噪效果。
未来发展趋势预测
多功能集成
未来新型减振降噪材料将更加注重多功能集成,如同时具备减振、降噪、隔热、防腐等多 种功能,以满足不同应用场景的需求。

高二年级物理必修三知识点归纳

高二年级物理必修三知识点归纳

高二年级物理必修三知识点归纳(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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2.6 受迫振动 共振(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第一册)

2.6 受迫振动 共振(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第一册)

2.6 受迫振动共振教学设计发现振子在振动过程中振幅有什么变化?为什么会出现这种现象?然后让学生查阅课本总结该类运动,然后和学生总结阻尼振动: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。

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?教师借助PPT左下图帮助学生理解:然后得出:振动周期与振幅无关,故阻尼振动中周期和频率不变!然后提问:阻尼振动的能量有什么特点?结合学生回答点评后,形成以下规律:物体在做阻尼振动的过程中,总机械能逐渐减小,物体位移大小相等时,势能大小相等,但动能与上一次相比将减小。

然后提出问题:阻尼振动最终要停下来,那么怎样才能产生持续的振动呢?(一)受迫振动提出问题:阻尼振动最终要停下来,那么怎样才能产生持续的振动呢?提示:最简单的方法是使周期性的外力作用于振动系统,外力做功,补偿系统的能量损失,使系统的振动维持下去。

让学生查阅课本上受迫振动的概念:受迫振动:物体在周期性变化的驱动力作用下的振动叫做受迫振动。

驱动力:维持受迫振动的周期性外力提出问题:受迫振动的频率与什么因素有关呢?在学生回答问题基础上教师演示实验,并总结:受迫振动的规律受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关。

你知道受迫振动在生产生活或科学技术有哪些具体应用吗?时,振幅最大;驱动力的频率跟固有频率相差越大,振幅越小。

然后让学生总结共振知识:共振的定义:在受迫振动中,驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做共振。

共振曲线:横轴:表示驱动力的频率,纵轴:表示受迫振动的振幅尝试描述下特点?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。

然后提问:在生活生产或科技领域中,哪些利用了共振,它们工作原理是什么?在学生回答之后,回答应用:1.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。

高二物理机械振动知识点

高二物理机械振动知识点

高二物理的机械振动知识点包括:
1 振动的定义和分类:振动是指物体在一定的周期内不断地来回运
动的现象,分为自由振动和强迫振动。

2 单摆的自由振动:单摆是一种物体只能沿着一条直线运动的简单
振动系统,可以用来研究物体的自由振动。

3 弹簧-质量系统的自由振动:弹簧-质量系统是指一个物体由弹簧
和质量构成的振动系统,可以用来研究物体的自由振动。

4 强迫振动:强迫振动是指物体受到外力的周期性作用而产生的振
动。

5 振动的线性化:在某些条件下,物体的振动可以视为线性振动,
这样就可以使用线性方程来研究振动。

6 振动的谐振:谐振是指物体在外力的周期作用下,其自身振动的
周期与外力周期相同时产生的现象。

7振动的幅值衰减:振动的幅值会随着时间的推移而衰减,这种现象称为振动的幅值衰减。

高二物理必修二知识点总结

高二物理必修二知识点总结

高二物理必修二知识点总结1. 研究机械振动的基本方法机械振动是物体围绕平衡位置做的往复运动,研究它可以采用以下基本方法:•数学模型:通过建立物体的数学模型,可以描述物体的振动特性。

•几何方法:通过观察振动现象的变化规律,分析振动的特点。

•实验方法:通过实验测量物体的振动参数,如振动周期、频率等。

•计算方法:通过运用相关的物理公式和计算方法,计算物体的振动情况。

2. 自由振动与受迫振动自由振动是指物体在无外力作用下进行的振动。

例如,摆钟的摆动就是一个自由振动的例子。

受迫振动是指物体在外力作用下进行的振动。

例如,弹簧振子在受到外力作用下进行的振动是一个受迫振动的例子。

两种振动的特点有所不同。

自由振动的特点是具有固有的振动频率和振幅,而受迫振动的特点是受外力频率的影响,振动频率可能与外力频率相同或不同。

3. 平衡位置与平衡位置的稳定性平衡位置是指物体在无外力作用时所处的位置。

在振动过程中,物体会围绕平衡位置进行往复运动。

平衡位置的稳定性表示当物体偏离平衡位置时,是否会受到外力的推动使其返回平衡位置。

一般来说,平衡位置越稳定,物体受到的外力越小,恢复到平衡位置所需的时间越短。

4. 阻尼振动与受迫振动的能量耗散阻尼振动是指物体在振动过程中受到阻力的作用而逐渐减小振动幅度的过程。

阻尼力会使得物体的振动能量逐渐转化为热能,最终耗散掉。

受迫振动的能量耗散是指物体在受到外力作用振动时,部分能量被传递给物体,使得物体得到能量补充。

然而,由于阻尼等因素的存在,物体的振动能量最终会耗散掉。

5. 机械波的传播与干涉机械波是一种能量在介质中传播的现象。

波的传播可以分为纵波和横波两种。

•纵波:波动方向与能量传播方向相同。

例如,声波就是一种纵波。

•横波:波动方向与能量传播方向垂直。

例如,水波就是一种横波。

机械波的干涉是指两个或多个波在空间中相遇并产生干涉现象。

干涉现象受到波的相位差的影响,相位差的不同会导致干涉现象的不同,如相长干涉和相消干涉。

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高中物理新人教版 选修3- 4系列课件
11.5《外力作用下 的振动》
教学目标
• 知识与能力 • 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。 • 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。
1940年,美国的全长860米的塔柯姆大桥因大 风引起的共振而塌毁 风的力量.MPG
古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地宣称:给
我一个支点,我能撬动地球。而现代的美国发明家
特士拉更是“牛气”,他说:用一件共振器,我就 能把地球一裂为二。 共振武器 晕车^^^^^^^
例1、两个弹簧振子,甲的固有频率为f,乙的
• [思路点拨] 受迫振动的频率与国有频率 无关,但当驱动力的频率与物体固有频率 相等时,受迫振动的振幅最大,所以,可 以根据物体做受迫振动的共振曲线判断出 物体的固有频率.
• [解题过程] 图线中振幅最大处对应频率 应与做受迫振动单摆的固有频率相等,从 图线上可以看出,两摆固有频率fⅠ=0.2 Hz,fⅡ=0.5 Hz.当两摆在月球和地球上 分别做受迫振动且摆长相等时,根据公式 f=
2、共鸣
共鸣箱
共鸣箱
唐朝时候,洛阳某寺一僧人房中挂着的一件
乐器,经常莫名其妙地自动鸣响,僧人因此惊恐 成疾,四处求治无效。他有一个朋友是朝中管音 乐的官员,闻讯特去看望他。这时正好听见寺里 敲钟声,那件乐器又随之作响。于是朋友说:你
的病我可以治好,因为我找到你的病根了。只见
朋友找到一把铁锉,在乐器上锉磨几下,乐器便 再也不会自动作响了。 鸣沙洲^^^^^^
一、受迫振动
1、受迫振动:物体在外界驱动力作用下的振动 2、驱动力:维持受迫振动的周期性外力 思考:物体做受迫振动时,振动稳定后的频率与 什么有关?
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
二、共振
1、定义:驱动力的频率接近物体的固有频率时,
受迫振动的振幅增大,这种现象叫做共振。 2、条件:f驱=f固
固有频率为4f,当它们均在频率为2f的驱动力作 用下做受迫振动时,则 ( C ) A、甲的振幅较大,振动频率为f B、乙的振幅较大,振动频率为4f
C、甲的振幅较大,振动频率为2f
D、乙的振幅较大,振动频率为2f
例2、汽车的车身是装在弹簧上的,如果这个系统 的固有周期是0.5s,汽车在一条起伏不平的路上行
; https:/// 竹篮
轻而易举、痛快淋漓、不露声色地将她羞辱咯壹番,还让她哑巴吃黄连,有苦说不出!成果真是令人欣慰。不过就是壹个小小的黄毛丫头, 果真是嫩得很!吟雪和月影早早就端来咯醒酒汤和宵夜,但是她们谁也不敢吭壹声。爷在教丫鬟读书识字,多么难得的机会呀,千万不能 影响咯丫鬟。于是,放下咯爷吩咐的汤水和吃食,两个人悄没声地退到咯门外候着。两个丫头虽然人在外面,可是都在全神贯注地竖着耳 朵听着里间屋的动静,生怕爷再有什么吩咐,她们没有听到,被爷指摘怡然居没有规矩。可是,爷和丫鬟怎么好像越说越不对劲儿咯呢? 丫鬟这么大学问的人,怎么可能还能有丫鬟不认识的字?哎呀,丫鬟怎么好像是在哭呢?王爷此时仍在继续看他的书。成功地解决咯惩治 冰凝的事情,他的心情格外地舒畅!料她也不好意思把这件事情讲给玉盈姑娘听,就算是说给咯玉盈,爷也不怕!爷对这个侧福晋有多好, 亲自教她读书认字,这王府里哪个诸人能有这么高的待遇?他的书看咯有多久,冰凝的眼泪就流咯有多久,就像是止不住的泪泉。可是, 不管她流咯多少的泪,她都咬紧咯嘴唇,壹声不吭。她已经丢咯颜面,她不能再失咯尊严。因此,她强力隐忍着,隐忍着,到后来,她都 能够感觉到口中有咯壹股血腥的味道,那是因为她为咯不哭出声,早就把嘴唇都咬破咯。她也恼恨自己怎么这么没出息,这么丢脸的事情, 自己怎么除咯哭,什么抗争的法子都没有咯?平时那个足智多谋、聪明伶俐的自己去咯哪里?于是她拼命地想将泪水憋回去,却是无论如 何努力都是徒劳无益。王爷虽然壹直在看书,但是他壹刻也没有停止对冰凝的留意观察。他知道她在流泪,也发现她强忍着不哭,渐渐地, 好像是有壹种佩服的情绪在滋长:这个年氏,虽然诡计多端,但性子倒是够硬,是条汉子。唉,这个好像是说男人吧,怎么她这个妇道人 家倒有这番气魄?已经过咯壹个时辰,王爷还在看书,只是现在,他是真正地、投入地在看书,而且是越看越有精神,早就忘记咯身边还 立着壹个委屈得流咯壹夜眼泪的侧福晋。热茶、醒酒汤、宵夜壹应俱全,他却是壹样也没有动。 吟雪和月影在房外候着,听不到爷教丫鬟 读书咯,也不知道该不该进屋去伺候,犹豫半天,还是决定等爷和丫鬟的吩咐再行动,这可是爷自从新婚之后,第壹次来怡然居,千万不 能坏咯爷和丫鬟的好事。第壹卷 第148章 得手 四更天的更鼓声,终于将王爷的注意力从书本中拉扯咯出来,壹看更漏,时间过得实在是 太快,居然已经都四更天咯!于是他唤过秦顺儿,两人出咯屋子。冰凝见状,强忍着泪眼,与吟雪、月影两个人壹起,送爷出院子。这是 她第二次送他,第壹次是新婚之夜。假如没有昨天晚上的种
驶,路上各凸起处大约都是相隔8m,汽车以多大
速度行驶时,车身上下颠簸得最剧烈?
16m/s
例3、如图所示是一个单摆的共振曲线,求: (1)单摆的摆长L(g取9.8m/s2)
(2)若摆长减小,共振曲线的峰将怎样移动?为
什么?
练习:如图为单摆在两次受迫振动中的共振 曲线,则下列说法正确的是( )
• A.若两次受迫振动分别在月球上和地球 上进行,且摆长相同,则图线Ⅰ表示月球 上单摆的共振曲线 • B.若两次受迫振动是在地球上同一地点 进行,则两次摆长之比,lⅠ∶lⅡ=25∶4 • C.图线Ⅱ若是在地面上完成的,则该摆 摆长约为1 m • D.若摆长均为1 m,则图线Ⅰ是在地面 上完成的
三、共振的应用和防止
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。
• 图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线,所以 A正确;若在地球上同一地点
• 正确,D错误.本题答案为A.B.C. • [小结] (1)本题涉及知识点:共振、共振 曲线、驱动力频率、固有频率、单摆周期 (频率)公式. • (2)本题解题关键:理解共振曲线物理意义, 知道当驱动力频率等于固有频率时物体振 幅最大,知道影响固有频率的因素,掌握 单摆的周期(频率)公式,知道月球、地球表 面重力加速度的大小关系.
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