2.6受迫振动共振（教学课件）高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

§6受迫振动共振高二物理（人教版2019）选择性必修第一册第二章机械振动观察和思考新课引入

你是否可以用物理知识解释溅起层层水花这一现象的原因呢？振动中的能量损失0102学习目标受迫振动03共振现象及其应用复习回顾：1.弹簧振子的周期：2.单摆的周期：3.固有振动和固有频率：弹簧振子和单摆在没有外力干预情况下做简谐运动，周期或频率与振幅无关，仅有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。新课讲授新课讲授思考与讨论：1.现实生活中存在简谐运动吗？2.你所见到的振动都是什么样子的？能举例说明吗？3.你所见到的这些振动的共同特点是什么新课讲授观察阻尼振动的图像一、振动中的能量损失1.阻尼振动：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。新课讲授2.振动图像：思考：为什么做阻尼振动的物体，振幅会越来越小呢？一、振动中的能量损失3.振动系统能量衰减的两种方式：新课讲授（1）由于振动系统受到摩擦阻力的作用，使振动系统的机械能逐渐转化内能。例如刚才的演示实验。（2）由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周辐射出去，从而自身机械能减少。音叉振动辐射能量新课讲授新课讲授思考与讨论：1.阻尼振动最终要停下来，那么怎样才能产生持续的振动呢？2.通过刚才的视频，你可以想到的一个最简单的办法是什么？新课讲授

用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。二、受迫振动1.驱动力：维持受迫振动的周期性外力。新课讲授思考：受迫振动的频率与什么因素有关呢？2.受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动。新课讲授研究受迫振动的频率新课讲授实验结论：

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。思考：物体做受迫振动的振幅是否也跟它的固有频率无关呢?新课讲授利用共振仪观察振幅的差别新课讲授实验结论：

当系统做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率相差越小，受迫振动的振幅越大；当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大。三、共振现象及其应用新课讲授1.定义：驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值，这种现象叫做共振。2.共振曲线：3.规律：(1)f驱=f固时，振幅有最大值；(2)f驱与

f固差别越大时，振幅越小.新课讲授声音的共振4.应用与危害新课讲授大桥的共振4.应用与危害新课讲授思考与讨论：1.生活中，开车过减速带时，通常让车减速慢行，为什么？2.吉他琴弦的声音很小，几乎听不见，但是弦被安装在谐振器体上后，弦乐的声音就会被放大，为什么？3.洗衣机在停止转动前，会有一小段时间振动特别剧烈，为什么？课堂小结课堂练习C1．对于阻尼振动，下列说法不正确的是（）A．阻尼振动就是减幅振动，其振动的能量不断减少B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D．对做阻尼振动的振子来说，其机械能逐渐转化为内能课堂练习【答案】C【详解】A．物体做阻尼振动时，因克服阻尼做功机械能逐渐减少，振幅随之减小，故A正确；B．实际振动系统不可避免要受到摩擦或空气阻力等阻尼作用，故B正确；C．物体做阻尼振动时，因克服阻力做功，机械能逐渐减少，振幅随之减小，频率并不会随振幅的减小而变化，故C错误；D．物体做阻尼振动时，因克服阻力做功机械能逐渐减少，转化为内能，故D正确；故选C。2．两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为8f，若它们均在频率为9f的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．振子甲的振幅较大，振动频率为fB．振子乙的振幅较大，振动频率为9fC．振子甲的振幅较大，振动频率为9fD．振子乙的振幅较大，振动频率为8f课堂练习B课堂练习【答案】B【详解】由题可知，甲乙都受迫振动，它们的频率等于驱动力的频率9f，乙的固有频率为8f，与驱动力频率9f较近，振幅最大，故B正确，ACD错误。故选B。3．金庸的小说里“狮子吼”是一门用声音给敌人造成巨大伤害的功夫，网络游戏中也将“狮子吼”设为物理攻击，某电影主人公一声“狮子吼”可将桌上的杯子震碎。用手指轻弹同样的杯子，杯子发出清脆的声音，测得声音频率为500Hz。结合所学知识推断电影中主人公发出的“狮子吼”的攻击原理及声波的特点，下列说法可能的是（）A．他发出的“狮子吼”频率应该远大于500HzB．他发出的“狮子吼”频率应该远小于500HzC．他发出的“狮子吼”频率应该接近500HzD．“狮子吼”的音量一定很大课堂练习C课堂练习【答案】C【详解】当物体发生共振时，物体做受迫振动的振幅最大，甚至可能造成物体解体，故用“狮子吼”将杯子震碎是共振现象，而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，由题可知，杯子的固有频率为500Hz，故“狮子吼”频率一定接近500Hz，只需要适当的音量即可震碎杯子。故选C。4．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。每根钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。下列说法不正确的是（）A．列车的危险速率为40m/sB．列车过桥需要减速，是为了防止桥梁发生共振现象C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行课堂练习C课堂练习5．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则（）A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5