资源简介

(共20张PPT)
受迫振动与共振
世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥
港珠澳大桥为什么能抵抗16级台风？
复习回顾
单摆模型
弹簧振子模型
系统内机械能守恒
简谐运动
没有外力干预
（理想化模型）
（固有频率）
思考和讨论
同学们，现实生活中存在简谐运动吗？
简谐运动是理想模型，现实生活不存在
生活中所见到的自由振动都是什么样子？请举例
例如我小时候经常玩的荡秋千
思考和讨论
荡秋千的时候秋千能一直保持最开始的振幅吗？
不能，秋千最后会停下来
秋千为什么会停下来？请尝试用能量的角度去解释
应该是秋千的能量慢慢减少了
在空气中阻力小
振幅减小得慢
在溶液中阻力大
振幅减小得快
演示实验：振动中的能量损失
实验表明：弹簧振子受到的阻力越小，它的能量随时间的流逝就越慢，因而振幅衰减越慢。当阻力较大时，振动很快就会停止。
学习任务一：振动中的能量损失——阻尼振动
1、阻尼振动：存在介质阻力振幅随时间逐渐减小的振动。
2、阻尼振动的图像：
3、阻尼振动的特点：
周期和频率不变
振幅逐渐减小
（固有频率）
（能量损失）
T
T
T
学习任务一：振动中的能量损失——阻尼振动
树枝的自由摆动
秋千的自由摆动
问题：我们在荡秋千的时候，如何能让秋千一直摆动呢？
周期性的外力
补偿能量损耗
持续振动下去
不断用力推
对秋千做正功
1、驱动力：维持振动系统的周期性外力。
2、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动。
学习任务二：受迫振动
阻尼振动和受迫振动有什么区别呢？
学习任务二：受迫振动
VS
受迫振动的频率受什么因素影响呢？
阻尼振动和受迫振动的对比
（无驱动）
（有驱动）
（固有频率）
仿真实验一：探究受迫振动的频率
实验表明：受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。
学习任务二：受迫振动
受迫振动的振幅受什么因素影响呢？
实验表明：受迫振动的振幅受驱动周期或频率的影响。
学习任务二：受迫振动
受迫振动振幅最大
当f驱=f固时，
当f驱和f固相差很大，振幅较小
当f驱和f固相差很小，振幅较大
仿真实验二：探究受迫振动的振幅
摆长决定单摆的固有频率
1、共振：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：
学习任务三：共振现象及其应用
横轴：表示驱动力的频率
纵轴：表示受迫振动的振幅
生活中有哪些共振现象呢？
学习任务三：共振现象及其应用
共振的利用
f驱=f固
拨动琴弦
共鸣箱空气共振
学习任务三：共振现象及其应用
共振筛
核磁共振
共振的利用
f驱=f固
1940年美国全长850米的塔科马大桥大桥因风共振而倒塌
学习任务三：共振现象及其应用
共振的危害
利用TMD技术建成的港珠澳大桥能抵抗超强台风
学习任务三：共振现象及其应用
TMD技术是一种建筑减震技术。由质块，弹簧与阻尼系统组成，将振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减振作用。
共振的防治
f驱≠f固
振动
无驱动
有能损
阻尼振动
有驱动
补能损
受迫振动
f驱=f固
共振
f0=f驱
振幅最大
总结学习成果：梳理知识，绘制导图
f0=f固
少年强则国强

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