高中物理 11.5《外力作用下的振動》課件 新人教版選修3-4.ppt

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高中物理新人教版 選修３- 4系列課件,11.5《外力作用下 的振動》,教學(xué)目標(biāo),知識與能力 1.知道什么是受迫振動，知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率。 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)用和防止的實例。 重點： 1.什么是受迫振動. 2.什么是共振及產(chǎn)生共振的條件 難點： 1.物體發(fā)生共振決定于驅(qū)動力的頻率與物體固有頻率的關(guān)系，與驅(qū)動力大小無關(guān). 2.當(dāng)f驅(qū)＝ｆ固時，物體做受迫振動的振幅最大。,一、受迫振動,2、驅(qū)動力：維持受迫振動的周期性外力,1、受迫振動：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動,思考：物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率與什么有關(guān)？,3、物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān),二、共振,1、定義：驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，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)常莫名其妙地自動鳴響，僧人因此驚恐成疾，四處求治無效。他有一個朋友是朝中管音樂的官員，聞訊特去看望他。這時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，因為我找到你的病根了。只見朋友找到一把鐵銼，在樂器上銼磨幾下，樂器便再也不會自動作響了。 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，爐內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩電磁場，使食物中的水分子作受迫振動，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。微波加熱是對物體內(nèi)部的整體加熱，極大地提高了加熱效率。,1940年，美國的全長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：給我一個支點，我能撬動地球。而現(xiàn)代的美國發(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)動力作用下做受迫振動時，則 （ ） A、甲的振幅較大，振動頻率為f B、乙的振幅較大，振動頻率為4f C、甲的振幅較大，振動頻率為2f D、乙的振幅較大，振動頻率為2f,C,例2、汽車的車身是裝在彈簧上的，如果這個系統(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，車身上下顛簸得最劇烈？,16m/s,例3、如圖所示是一個單擺的共振曲線，求： （1）單擺的擺長L（g取9.8m/s2） （2）若擺長減小，共振曲線的峰將怎樣移動？為什么？,練習(xí):如圖為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線，則下列說法正確的是( ),A．若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線 B．若兩次受迫振動是在地球上同一地點進(jìn)行，則兩次擺長之比，lⅠ∶lⅡ=25∶4 C．圖線Ⅱ若是在地面上完成的，則該擺擺長約為1 m D．若擺長均為1 m，則圖線Ⅰ是在地面上完成的,[思路點撥] 受迫振動的頻率與國有頻率無關(guān)，但當(dāng)驅(qū)動力的頻率與物體固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，所以，可以根據(jù)物體做受迫振動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應(yīng)頻率應(yīng)與做受迫振動單擺的固有頻率相等，從圖線上可以看出，兩擺固有頻率fⅠ=0.2 Hz，fⅡ=0.5 Hz．當(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動且擺長相等時，根據(jù)公式f= 圖線Ⅰ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,正確，D錯誤．本題答案為A．B．C． [小結(jié)] (1)本題涉及知識點：共振、共振曲線、驅(qū)動力頻率、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)動力頻率等于固有頻率時物體振幅最大，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．,