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高中物理新人教版 选修- 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驱固时，物体做受迫振动的振幅最大。,一、受迫振动,2、驱动力：维持受迫振动的周期性外力,1、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动,思考：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率与什么有关？,3、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,2、共鸣,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,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。,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 （ ） 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,C,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，ll=254 C图线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，则图线是在地面上完成的,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f=0.2 Hz，f=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= 图线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ABC 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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