高中物理 11.5《外力作用下的振动》课件 新人教版选修3-4.ppt

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fB 乙的振幅较大 振动频率为4fC 甲的振幅较大 振动频率为2fD 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 l l 25 4C 图线 若是在地面上完成的 则该摆摆长约为1mD 若摆长均为1m 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 2Hz f 0 5Hz 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