人教版课件《受迫振动共振》公开课课人教版

1、第二章 机械振动 2.6 受迫振动 共振选择性必修 第一册第二章 机械振动 选择性必修 第一册【学习目标】1.知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况；2.知道什么是受迫振动及其产生条件，掌握物体做受迫振动的特点；3.知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害【学习目标】【生活化引入】“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这是为什么？【生活化引入】“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦【复习回顾】2.单摆的周期公式1.弹簧振子周期公式由此可知：周期或频率与振幅无

2、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，其振动频率称为固有频率【复习回顾】2.单摆的周期公式1.弹簧振子周期公式由此可知：一、阻尼振动【生活中的振动】树叶的摆动 荡秋千共同特点：由于阻力作用，振幅逐渐减小。一、阻尼振动【生活中的振动】树叶的摆动 一、阻尼振动1.定义：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动2.阻尼振动的图像：3.阻尼振动的能量：振动系统能量衰减一、阻尼振动1.定义：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动2小结提升1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小结提升1简谐运动阻尼振动

3、简谐运动与阻尼振动的比较：振幅不变例1.(多选)下列说法中错误的是( )A阻尼振动的振幅不断减小B物体做阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小C阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D阻尼过大时，系统将不能发生振动答案：BC例1.(多选)下列说法中错误的是( )答案：BC【思考】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：最简单的办法是使周期性的外力【思考】阻尼振动最终要停下来，那么怎样才能产生持续的振动呢？ 1.自由振动:在没有任何外力干预的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动.二、受迫振动2.驱动力:对振动系统施加的周期性的外力，这种周期性的

4、外力叫作驱动力3.受迫振动: (1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫作受迫振动 1.自由振动:在没有任何外力干预的情况下，给振动系统一定能【做一做】1.开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，记录其频率 2.匀速转动摇把，当振子振动稳定时，记录振动频率 3.受迫振动的频率与什么因素有关呢？【做一做】1.开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，记录其频学生演算、教师巡视练习法：通过学生练习，学会应用速度公式的简单计算及速度单位的换算随着科技的进步，家用电器的增多，人们饮食结构的不均衡，学生课业负担加重，导致学生近视率逐年上升，所以引导学生注意用眼卫生，提高眼保健意识就显得尤为重要。我是这样设计的：

5、3电磁波h：光电子的能量师请同学们继续观看学校田径运动会上100 m决赛的盛况(1)系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒(1)若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2且球心相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性具有放射性的元素叫放射性元素练习法：通过学生练习，学会应用速度公式的简单计算及速度单位的换算2电磁场衰变类型衰变衰变W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多 1.自由振动:二、受迫振动2.驱动力:3.受迫振动: (1

6、)定义：(2)受迫振动的频率(周期)做受迫振动的物体，其振动频率由驱动力频率决定，与系统的固有频率无关学生演算、教师巡视 1.自由振动:二、受迫振动2.驱动力:例2.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动开始时不转动摇把，而让振子上下自由振动，测得其频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min，当振子振动稳定时，其振动周期为()A0.5 s B0.25 sC2 s D4 s答案：B例2.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动三、共振现象及其应用【实验】先让c振动，带动a、b、d的振动。观察：1. a、b、d的振动周期与c的振动周期的

7、关系2.a、b、d的振幅与c的振幅的关系三、共振现象及其应用【实验】先让c振动，带动a、b、d的振动三、共振现象及其应用 1.共振:驱动力频率f 等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫作共振2.共振产生的条件：驱动力的频率与物体的固有频率相等，即ff03.共振曲线:三、共振现象及其应用 1.共振:驱动力频率f 等于系统的固有例3.如图所示,在一根张紧的水平绳上挂几个摆,其中A,E摆长相等；先让A摆振动起来,其他各摆随后也跟着振动起来,则( )A.其它各摆摆动周期跟A摆相同B.其它各摆振动振幅大小相同C.其它各摆振动振幅大小不相同,E摆振幅最大D.其它各摆振动周期大小不同,D摆

8、周期最大答案：AC例3.如图所示,在一根张紧的水平绳上挂几个摆,其中A,E摆长三、共振现象及其应用 4.共振的应用与防止: 共振的应用:应用1:荡秋千应用2:在建筑工地上，我们经常可以看到建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时，为了提高质量，总是一边灌混凝土，一边用电振泵进行振动，使混凝土之间因振动的作用而变得更紧密、更结实。像粉碎机、测振仪、电振泵等，这些都是利用共振原理工作的三、共振现象及其应用 4.共振的应用与防止: 共振的应用:应应用3:微波炉应用4:借助了共振的原理，靠摩擦身体的某一部位与空气产生共鸣而发声。应用3:微波炉应用4:借助了共振的原理，靠摩擦身体的某一部位应用5:应用5:18

9、世纪中叶，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生你知道这是什么原因造成的吗？提示：是共振造成的因为大队士兵迈步的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥体的振动加强，当它的振幅达到甚至超过桥梁的形变能力时，桥就断了要便步过桥 共振的防止1:18世纪中叶，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过 共振的防止2:唐朝开元年间，洛阳有个和尚，他的房间内挂着一口磬，常敲磬解烦。有一天，和尚没有敲磬，磬却自动响起来了。这使他大为惊奇，终于惊扰成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令，精通音律(即通晓声学理论)，闻讯

10、前来探望和尚。经过一番观察，他发现每当寺院里的钟响起来时，和尚房里的磬也跟着响了。于是曹绍夔拿出刀来把磬磨去几处，从此以后就不再自鸣了。他告诉和尚，这磬的音律(即固有频率)和寺院钟的音律一致，敲钟时由于共振，磬也就响了。将磬磨去几处就是改变它的音律，这样就不会引起共鸣。和尚恍然大悟，病也随之痊愈了。 共振的防止2:唐朝开元年间，洛阳有个和尚，他的房间内挂着一共振的防止3: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，就会因共振引起雪崩，其后果十分严重。 共振的防止3:登山运动员登山时严禁大声喊叫。因为喊叫声中某一共振的防止4:人体是一个弹性体，各器官都有它

11、的固有频率，当外来振动的频率与人体某器官的固有频率一致时，会引起共振，因而对那个器官的影响也最大。人体固有的振动频率经科学研究，人脑是812Hz，内脏器官为418Hz。在外来振动的不断激发下，人脑和内脏器官的振动频率与外来振动频率相近或相同，吸收外来振动的能量而共振，轻者能使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心，如果强度大，就能使人的心脏及其内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，使人死亡。共振的防止4:人体是一个弹性体，各器官都有它的固有频率，当外例4.(多选)将一个铁筛四角用四根弹簧支起，筛子上装一个电动偏心轮，它每转动一周给筛子提供一次驱动力已知增大电动偏心轮的输入电压，可提高转速；增大筛子质量，可增

12、大筛子的固有周期筛子自由振动时完成10次全振动用15 s，电动偏心轮转速为36 r/min，则要使筛子振动的振幅最大，可采用的办法是()A提高电动偏心轮的输入电压B降低电动偏心轮的输入电压C增大筛子的质量D减小筛子的质量答案：AC例4.(多选)将一个铁筛四角用四根弹簧支起，筛子上装一个电动三、相对论的简单知识2半衰期2动量守恒定律的表达式：(1)发射条件：足够高的频率和开放电路（一）眼球的构造3电磁波一名同学板演图象名称图线形状由图线直接(间接)14(8分)如图所示，一火箭以ag2的加速度竖直升空为了监测火箭到达的高度，可以观察火箭上搭载物视重的变化如果火箭上搭载的一只小狗的质量为m1.6 k

13、g，当检测仪器显示小狗的视重为F9 N时，火箭距离地面的高度是地球半径的多少倍？(g取10 m/s2)4、教具和学具（一）眼球的构造熟练运用类比法3半衰期最大初动能：EkmeUc例5.如图所示是一个单摆的共振曲线(1)若单摆所处环境的重力加速度g9.8 m/s2，试求此摆的摆长；(2)若将此摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？解析：（1）由图可知：单摆的频率为0.3Hz，周期为由 得：l=2.8m（2）将此摆移到高山上，重力加速度减小，周期变大，频率减小，共振曲线的峰将向左移动。三、相对论的简单知识例5.如图所示是一个单摆的共振曲线解析小结提升2对共振曲线的理解：1两坐标轴的意义：纵轴：受迫

14、振动的振幅横轴：驱动力频率如图所示2f0的意义：表示固有频率3认识曲线形状：ff0，共振；ff0或ff0，振幅较小f与 f0相差越大，振幅越小4结论：驱动力的频率f越接近振动系统的固有频率f0，受迫振动的振幅越大，反之振幅越小小结提升2对共振曲线的理解：1两坐标轴的意义：纵轴：受迫振三、光的波粒二象性与物质波2电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即ke2r2nmv2rn，所以Ekn12ke2rn，随n(r)增大而减小教具准备(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动3人船模型微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同，通俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波师在物理学中物体运动的快慢用速度(velocity)表示同学们刚才求出的就是两名运动员各自的速度速度等于什么呢?(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时