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(共20张PPT)
第五节 受迫振动 共振
粤教版（2019）高中物理选择性必修第一册
第二章 机械振动
@HY
“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？
新课引入
阻尼振动
受迫振动
共振现象
应用防止
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。
新课引入
阻尼振动
受迫振动
共振现象
应用防止
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！
受迫振动
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！
受迫振动
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
阻尼振动图像：
一种是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为内能。
另一种是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。
思考：为什么做阻尼振动的物体，振幅会越来越小呢？
受迫振动
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
课堂练习
B
阻尼振动与简谐运动(无阻尼振动)的比较
振动类型 阻尼振动 无阻尼振动(简谐运动)
产生条件 受到阻力作用 不受阻力作用
振动能量 振动能量有损失 振动能量保持不变
振幅 如果没有能量补充，振幅越来越小 振幅不变
频率 不变 不变
振动图象
常见例子 悬挂的电灯被风吹动后开始振动，振幅越来越小，属于阻尼振动 弹簧振子的振动
有什么办法能够持续使物体的振动吗？
受迫振动
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
【思考问题】
（1）如何才能使秋千保持初始时候的振荡高度？
（2）如何让秋千荡得更高？又如何让秋千快速停下来？
情境：振荡的秋千，如果不持续提供动力，秋千会逐渐慢下来，振幅逐渐减小。
新课引入
阻尼振动
受迫振动
共振现象
应用防止
1、驱动力：如果用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统的能量损耗，使系统持续等幅地振动下去，这种周期性的外力叫作驱动力。
2、受迫振动：系统在驱动力作用下的振动叫作受迫振动。
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
受迫振动
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
受迫振动
实验结论：
（1）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。
（2）物体做受迫振动时，振动稳定后的周期（或频率）总等于驱动力的周期（或频率），与物体的固有周期（或固有频率）无关。
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
受迫振动
1.定义：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、共振的条件：
3、共振曲线:
驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。
驱动力的频率与物体的固有频率相等，即f＝f0
新课引入
阻尼振动
受迫振动
共振现象
应用防止
新课引入
阻尼振动
受迫振动
共振现象
应用防止
利用共振：
应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；
防止共振：
应使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好．
②轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向
③机器运转时为了防止共振要调节转速或者在振动物体底座加防振垫.
①军队过桥便步走,火车过桥慢行
例2．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．有阻力的振动叫作受迫振动
B．物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动
C．物体在周期性外力作用下的振动叫作受迫振动
D．物体在周期性外力作用下振动，它的振动频率最终等于驱动力频率
CD
课堂练习
复习回顾
1、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．其他各摆摆动周期跟A摆相同
B．其他各摆振动振幅大小相同
C．其他各摆振动振幅大小不相同，E摆振幅最小
D．其他各摆振动周期大小不同，D摆周期最大
A
课堂练习
2、一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(　 )
A．此单摆的摆长约为1 m B．若摆长增大，单摆的固有频率增大 C．此单摆的固有周期约为0.5 s D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动
　
A
课堂练习
3、（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．物体做阻尼振动时，周期不变，机械能减小
BC
课堂练习
例2.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g＝9.8 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。

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