高中物理 11.5《外力作用下的振動(dòng)》課件 新人教版選修3-4.ppt
高中物理新人教版 選修- 4系列課件,11.5外力作用下 的振動(dòng),教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與能力 1.知道什么是受迫振動(dòng),知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。 2.知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件。 3.知道共振的應(yīng)用和防止的實(shí)例。 重點(diǎn): 1.什么是受迫振動(dòng). 2.什么是共振及產(chǎn)生共振的條件 難點(diǎn): 1.物體發(fā)生共振決定于驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體固有頻率的關(guān)系,與驅(qū)動(dòng)力大小無關(guān). 2.當(dāng)f驅(qū)固時(shí),物體做受迫振動(dòng)的振幅最大。,一、受迫振動(dòng),2、驅(qū)動(dòng)力:維持受迫振動(dòng)的周期性外力,1、受迫振動(dòng):物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),思考:物體做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與什么有關(guān)?,3、物體做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟物體的固有頻率無關(guān),二、共振,1、定義:驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅增大,這種現(xiàn)象叫做共振。,2、條件:f驅(qū)=f固,2、共鳴,唐朝時(shí)候,洛陽某寺一僧人房中掛著的一件樂器,經(jīng)常莫名其妙地自動(dòng)鳴響,僧人因此驚恐成疾,四處求治無效。他有一個(gè)朋友是朝中管音樂的官員,聞?dòng)嵦厝タ赐_@時(shí)正好聽見寺里敲鐘聲,那件樂器又隨之作響。于是朋友說:你的病我可以治好,因?yàn)槲艺业侥愕牟「?。只見朋友找到一把鐵銼,在樂器上銼磨幾下,樂器便再也不會(huì)自動(dòng)作響了。 鳴沙洲,三、共振的應(yīng)用和防止,微波爐加熱原理 食物中水分子的振動(dòng)頻率約為2500MHz ,具有大致相同頻率的電磁波稱為 “微波” 。微波爐加熱食品時(shí),爐內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩電磁場(chǎng),使食物中的水分子作受迫振動(dòng),發(fā)生共振,將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,從而使食物的溫度迅速升高。微波加熱是對(duì)物體內(nèi)部的整體加熱,極大地提高了加熱效率。,1940年,美國(guó)的全長(zhǎng)860米的塔柯姆大橋因大風(fēng)引起的共振而塌毀 風(fēng)的力量.MPG,古希臘的學(xué)者阿基米德曾豪情萬丈地宣稱:給我一個(gè)支點(diǎn),我能撬動(dòng)地球。而現(xiàn)代的美國(guó)發(fā)明家特士拉更是“牛氣”,他說:用一件共振器,我就能把地球一裂為二。 共振武器 暈車,例1、兩個(gè)彈簧振子,甲的固有頻率為f,乙的固有頻率為4f,當(dāng)它們均在頻率為2f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí),則 ( ) A、甲的振幅較大,振動(dòng)頻率為f B、乙的振幅較大,振動(dòng)頻率為4f C、甲的振幅較大,振動(dòng)頻率為2f D、乙的振幅較大,振動(dòng)頻率為2f,C,例2、汽車的車身是裝在彈簧上的,如果這個(gè)系統(tǒng)的固有周期是0.5s,汽車在一條起伏不平的路上行駛,路上各凸起處大約都是相隔8m,汽車以多大速度行駛時(shí),車身上下顛簸得最劇烈?,16m/s,例3、如圖所示是一個(gè)單擺的共振曲線,求: (1)單擺的擺長(zhǎng)L(g取9.8m/s2) (2)若擺長(zhǎng)減小,共振曲線的峰將怎樣移動(dòng)?為什么?,練習(xí):如圖為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線,則下列說法正確的是( ),A若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長(zhǎng)相同,則圖線表示月球上單擺的共振曲線 B若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次擺長(zhǎng)之比,ll=254 C圖線若是在地面上完成的,則該擺擺長(zhǎng)約為1 m D若擺長(zhǎng)均為1 m,則圖線是在地面上完成的,思路點(diǎn)撥 受迫振動(dòng)的頻率與國(guó)有頻率無關(guān),但當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體固有頻率相等時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,所以,可以根據(jù)物體做受迫振動(dòng)的共振曲線判斷出物體的固有頻率,解題過程 圖線中振幅最大處對(duì)應(yīng)頻率應(yīng)與做受迫振動(dòng)單擺的固有頻率相等,從圖線上可以看出,兩擺固有頻率f=0.2 Hz,f=0.5 Hz當(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動(dòng)且擺長(zhǎng)相等時(shí),根據(jù)公式f= 圖線表示月球上單擺的共振曲線,所以A正確;若在地球上同一地點(diǎn),正確,D錯(cuò)誤本題答案為ABC 小結(jié) (1)本題涉及知識(shí)點(diǎn):共振、共振曲線、驅(qū)動(dòng)力頻率、固有頻率、單擺周期(頻率)公式 (2)本題解題關(guān)鍵:理解共振曲線物理意義,知道當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)物體振幅最大,知道影響固有頻率的因素,掌握單擺的周期(頻率)公式,知道月球、地球表面重力加速度的大小關(guān)系,