2024-2025学年高二物理选择性必修第一册（配鲁科版）课件 第2章 第5节 生活中的振动.pptx

;基础落实·必备知识全过关;;;;一、阻尼振动

1.定义:振幅逐渐减小的振动。

2.产生的原因:振动系统克服阻力做功,系统的机械能不断,振幅也不断。?

3.图像:如图所示,振幅,最后停止振动。?;二、受迫振动与共振

1.受迫振动

(1)驱动力:给振动物体施加的的外力。?

(2)受迫振动:在外力作用下产生的振动。?

(3)受迫振动的周期或频率

物体做受迫振动时,振动稳定后的周期(或频率)总等于的周期(或频率),与物体的固有周期(或固有频率)无关。?;2.共振

(1)条件:驱动力的周期(或频率)物体的固有周期(或固有频率)。?

(2)特征:共振时,物体受迫振动的最大。?

(3)共振曲线:如图所示。;三、共振的应用与防止

1.共振的应用

(1)应用实例:路面共振破碎机、音叉共鸣箱等。

(2)应用方法:在应用共振时,使驱动力频率接近或等于振动系统的,振动将更剧烈。?

2.共振的防止

(1)共振的危害:轮船航行时,因受到周期性的海浪冲击,可能发生共振而剧烈摇摆甚至倾覆;集体列队过桥梁时,因齐步走导致桥梁共振倒塌;

(2)防止方法:在防止共振时,驱动力频率与系统的相差越大越好。?;易错辨析判一判

1.阻尼振动是机械能不断减小的振动,它一定不是简谐运动。()

2.单摆的振幅越来越小,是因为其能量在不断消失。()

3.在外力作用下的振动就是受迫振动。()

4.驱动力的频率越大振动物体振幅越大。()

5.共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率。();即学即用练一练

(多选)下列关于共振和防止共振的说法正确的是()

A.共振现象总是有害的,所以要避免共振现象发生

B.队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力,从而避免产生共振

C.火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率,从而避免产生共振

D.利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率;防止共振危害时,应使驱动力的频率与振动物体的固有频率相差较大;;;;振动类型;闪光语录阻尼振动中振幅虽逐渐减小,但振动频率不会变化,此频率称为固有频率,由振动系统决定。;;解析由??可知,摆球在P点的位移到本次振动位移的最大值之间的差值比在N点的位移到本次振动位移的最大值之间的差值大,故P点到本次振动位移最大值过程中,增加的重力势能更多,增加的重力势能都是动能转化而来,故P点摆球的动能更大,则摆球在P点的速率大于在N点的速率,故A正确;由图可知,摆球在P、N点的位移相同,故摆球在两点对应的高度相等,则摆球在两点的重力势能相同,故B错误;机械能包含重力势能与动能(此处无弹性势能),由A、B选项的分析可知,摆球在P点的机械能大于在N点的机械能,故C错误;单摆运动属于圆周运动,受力分析易得,绳子的拉力与重力在绳子方向的分力的合力提供向心力,由于摆球在P、N两点的位移相同,故摆球在两点时,绳子与竖直方向的夹角也相同,假设绳子与竖直方向的夹角为θ,绳长为l,故有F-mgcosθ=,由于摆球在P点的速率大于在N点的速率,故摆球在P点绳子的拉力大于在N点绳子的拉力,故D错误。;规律方法阻尼振动及能量变化

(1)阻尼振动与简谐运动的关系:实际的振动都会受到阻力的作用,是阻尼振动。当阻力很小时,可以认为是简谐运动。

(2)机械能E等于动能Ek和势能Ep之和,即E=Ek+Ep,阻尼振动中,E减小,但动能和势能仍相互转化。;针对训练1

在如图所示的振动图像中,在1~3s的时间范围内,下列时刻振动物体的动能与势能之和最大的是()

A.1.2s B.2s

C.2.5s D.3s;;;2.共振曲线及理解;;解析物体在10s内完成20次全振动,固有频率为f=2Hz;当受迫振动的频率接近于物体的固有频率时,会发生共振,即弹簧振子振动最剧烈,故摇把转速为n=f=2r/s=120r/min;稳定后的振动周期为;规律方法共振曲线的特点

(1)当驱动力频率等于物体固有频率时,物体振动的振幅最大;

(2)当固有频率不等于驱动力频率时,二者越接近,振幅越大,二者相差越大,振幅越小;

(3)共振曲线上除峰值外,其他某一振幅都对应两个驱动力频率。;针对训练2

一单摆的共振曲线如图所示,则该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?(g取10m/s2);答案1m0.25m/s;;1;1;1;1;解析根据共振的条件,当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振,此时落果效果最好,而不同的树木的固有频率不同,针对不同树木,落果效果最好的振动频率可能不同,选项A正确;当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振,此时树干的振幅最大,随着