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生活中的共振现象优秀课件

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共振 PPT

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《高一物理共振》课件

《高一物理共振》课件
介绍共振现象的不同分类，并通过一些具体实例阐述不同领域中的共振现象。
共振的物理原理
共振的能量传输机制
探索共振现象中能量传输的机制， 解释为何共振能够增强系统的能量 响应。
共振的振幅增强机制
共振的能量损失机制
讨论共振现象中振幅增强的原理，
探究共振现象中能量损失的原因和
揭示共振如何使系统振动更加明显。 机制，以及如何减少能量损失。
共振现象的应用
1
共振在声学中的应用
探索共振在声学领域的应用，如共振管、共振峡谷等。
2
共振在电学中的应用
介绍共振在电路中的应用，如共振电路和谐振器。
3
共振在机械学中的应用
剖析共振在机械学中的应用，如共振发生器和共振幅器。共振的控制与制约
1 共振的危害与防止
分析共振现象可能带来的危害，以及如何预防与控制共振。
2 共振的研究与发展趋势
展望共振研究的未来发展方向，以及对技术和工程的影响。
总结
通过本课程，学生将深入了解共振现象的本质原理、具体特征和广泛应用，进一步提升物理学的理解力和应用能力。
《高一物理共振》PPT课件
PPT课件大纲，深入剖析共振现象的原理、特征与应用，帮助学生加深对物理 学的理解与应用能力。
理解共振
共振的概念与定义
介绍共振的基本概念和定义，帮助学生建立起对共振现象的初步认识。
共振的基本特征与条件
探讨共振现象的基本特征以及发生共振的条件，让学生了解共振现象的特殊性。
共振的分类与实例

1.4 生活中的振动 同步课件

1.4 生活中的振动 同步课件

机的固有频率小
率等于洗衣机的固有频率
④当洗衣机振动最剧烈时，
波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 A．① C．①④ B．③ D．②④
自主学习 名师解疑 分类例析 课堂对点演练
解析
洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小
段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明了此时波轮的频率 与洗衣机固有频率相同，发生了共振．此后波轮转速减慢，
A．若两次受迫振动分别在月球上和地
球上进行，且摆长相同，则图 线Ⅰ表示月 球上单摆的共振曲线 B．若两次受迫振动是在地球上同一地 点进行，则两次摆长之比l1∶l2＝ 图1－4－3
25∶4
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
C．图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1 m
D．若摆长均为1 m，则图线Ⅰ是在地球上完成的
振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小．振动周期 不变． 答案 BD
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
受迫振动和共振现象 【典例2】 如图1－4－2所示，曲轴上悬 挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以
带动弹簧振子上下振动．开始时不转
动摇把，而让振子自由上下振动，测 得其频率为2 Hz，然后匀速转动摇把， 转速为240 r/min，当振子振动稳定时， 它们振动周期为 ( )． 图1－4－2
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
A．0.5 s C．2 s
B．0.25 s D．4 s
解析 匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期 跟摇把转动的周期是相同的， 振子做受迫振动的周期又等于 驱动力的周期，其频率也等于驱动力的频率，与原自由上下 振动的频率无关．摇把匀速转动的转速为 240 r/min＝4 r/s. 2π 角速度 ω＝8π rad/s，所以驱动力的周期 T＝ ω ＝0.25 s.

高中物理《受迫振动 共振》课件

高中物理《受迫振动 共振》课件

受迫振动与共振对生活的影响
音乐和声音的产生
在音乐和声音的产生过程中，受迫振动和共振起着重要的作用。例如，弦乐器中 的弦在受到弓的摩擦力时会产生受迫振动，而共振则会使某些频率的声音更加突 出。
机械振动和运输
在机械和运输领域中，受迫振动和共振也有着广泛的应用。例如，在振动筛中， 受迫振动可以使物料按照一定的规律进行运动；在振动输送机中，共振则可以使 物料在运输过程中更加均匀地分散。
受迫振动与共振的相互作用
当外界驱动力频率接近物体的固有频 率时，物体的振动幅度会逐渐增大， 最终引发共振现象。
共振现象可以用于能量的传递和转换 ，例如机械振动中的能量可以通过共 振传递给周围的介质。
在共振过程中，物体的振动幅度会达 到最大值，此时物体与外界驱动力之 间的相互作用力最强。
在工程应用中，可以利用共振原理实 现能量的有效利用和传输，但同时也 需要注意防止共振带来的破坏作用。
特性
受迫振动的频率与驱动力的频率相同或 成整数倍关系。
受迫振动的应用
振动机械
许多机械设备，如振动筛、振动 输送机等，利用受迫振动原理来
工作。
振动测试技术
通过施加外部激励并测量系统的响 应，可以检测设备的状态和性能。
振动控制
通过调整外部激励的频率和幅度， 可以控制系统的振动，如减震、隔 振等。
受迫振动的实验演示
03
受迫振动与共振的关系
受迫振动与共振的联系
受迫振动是物体在外界周期性驱动力 作用下的振动，而共振是当外界驱动 力频率与物体固有频率接近时，物体 产生的大振幅振动的现象。
共振是受迫振动中的一个特殊情况， 当外界驱动力频率等于物体固有频率 时，物体的振动幅度最大。
受迫振动中，如果外界驱动力频率接 近物体的固有频率，就会引发共振现 象。

《奇妙的共振现象》课件

《奇妙的共振现象》课件

01
02
03
振动筛
利用共振原理，通过振动 筛的振动将不同粒度的物 料进行分离。
振动输送机
利用共振原理，通过振动 输送机将物料从一个地方 输送到另一个地方。
乐器
许多乐器利用共振原理来 产生美妙的音乐，如弦乐 器、管乐器等。
02
自然界的共振现象
天文现象中的共振
天体运动中的共振
行星、卫星和恒星等天体运动中，由于轨道共振的存在，使得它们的运动更加 稳定。
回声现象
当声波遇到障碍物时，会产生反射和折射，形成回声。回声的强弱和清晰度与障 碍物的材质、大小和形状等因素有关。
乐器共鸣
乐器共鸣箱的作用是利用共振原理，将弦或气体的振动传递到共鸣箱中，使声音 得到放大和美化。
03
人工制造的共振现象
机械共振
总结词
机械共振是指物体在振动时，受到与 其自身振动频率相同的外部激励力作 用，导致物体振幅增大的现象。
要点一
总结词
深入探索共振现象未知领域将为科技发展带来重大突破。
要点二
详细描述
目前对共振现象的研究和应用仍有许多未知领域等待探索 。例如，量子力学与共振的相互作用机制、生物系统中的 共振现象等。随着对这些领域的深入研究，有望发现全新 的共振原理和现象，为科技发展带来重大突破。
THANKS FOR WATCHING
利用传感器和控制系统，可以实时监测是 否出现共振，并在必要时采取措施进行调 整和控制。
05
共振现象的未来发展
新型材料与共振
总结词
新型材料在共振领域的应用将为科技发 展带来更多可能性。
VS
详细描述
随着科技的进步，新型材料如碳纳米管、 石墨烯等不断涌现，这些材料具有优异的 力学、电学和热学性能，为共振现象的研 究和应用提供了新的机会。例如，利用新 型材料制作的高性能传感器和换能器，可 以实现更精准的共振控制和能量转换。

奇妙的共振现象PPT课件

奇妙的共振现象PPT课件

共振的物理原理
❖ 受迫振动所给出的振幅和相位随频率变化的情况为
B
f0
(0 22)2 42 2
ta n 2 0 2 2
❖ 上式中无论选ω或ω0 作变量，位移和速度的振幅都 有一个极大值。阻尼越小峰值越尖锐。这种现象叫 做共振。
共振带来的悲剧
❖ 约二百年前，不可一世的拿破仑率领法国军 队入侵西班牙时，部队行军经过一座铁链悬 桥时，随着军官雄壮的口令，队伍跨着整齐 的步伐走向对岸。正在这时，轰隆一声巨响， 大桥坍塌，士兵军官纷纷落水。
无声的武器——次声武器
❖ “器官型”次声波武器
❖ “器官型”次声波武器发射的次声波频率和 人体内脏器官的固有频率接近，当这样的次 声波作用于人体时，人体的内脏器官便会产 生强烈的共振，致使人员呼吸困难，肌肉痉 挛，甚至使血管破裂，内脏遭受损伤，严重 时就会如同前面举的例子那样，人员死亡， 尸体破裂。
气层中的流星、极光、地震、海啸、台风、 雷暴、龙卷风、电离层扰动，等等。
次声波
❖ 自然界中的陨石落地、火山 爆发、海啸、电闪雷鸣、波 浪击岸、水中漩涡、空中湍 流、龙卷风、磁暴、极光等 等都可能伴有次声波的发生；
❖ 人类活动也能产生次声波， 例如核爆炸、火箭发射、导 弹飞行、化学爆炸、轮船航 行、汽车急驰、高楼和大桥 摇晃，甚至像鼓风机、搅拌 机、扩音喇叭等也都能产生 次声波。
共振在生活当中的应用
微波炉
食物中水分子的振 动频率与微波大致 相同，微波炉加热 食品时，炉内产生 很强的振荡电磁场， 使食物中的水分子 作受迫振动，发生 共振，将电磁辐射 能转化为热能，从 而使食物的温度迅 速升高。
共振在生活当中的应用
运用音乐治疗一些心理和生理上 的疾病
音乐的频率、节奏和有规律的声 波振动，是一种物理能量，会直 接影响人们的脑电波、心率、呼 吸节奏等。当人处在优美悦耳的 音乐环境中，可以改善精神系统、 心血管系统、内分泌系统和消化 系统的功能 。

共振的危害与利用课件


共振还可能对人体的神经系统 和心血管系统造成不良影响。
对环境的危害
大型机械设备的共振振动可能引 发周边环境的破坏，如土壤液化
、地面塌陷等。
共振产生的噪声和振动可能对周 边生态系统和野生动物造成影响
。
长期共振环境可能对区域环境质 量造成不良影响，如影响地下水
质量等。
03
共振的利用
在振动筛中的应用
共振与材料科学的交叉研究
通过研究不同材料的共振特性，开发新型材料，如超材料、纳米材料等，具有潜 在的应用前景。
共振与信息科学的交叉研究
探索共振在信息传输和处理中的应用，如量子计算、光子计算等，有望推动信息 科技的发展。
共振理论的深入研究
深入研究共振产生的机理
深入理解共振产生的物理机制，有助于发现新的共振现象和 开发新的共振技术。
05
共振的未来发展
新型共振技术的应用
新型共振技术在能源领域的应用
随着可再生能源的发展，新型共振技术有望在风能、太阳能等领域发挥重要作 用，提高能源利用效率。
新型共振技术在医疗领域的应用
利用共振原理，开发新型医疗设备，如共振治疗仪、共振成像仪等，提高医疗 诊断和治疗的准确性和效率。
共振与其他领域的交叉研究
机械共振、电磁共振、流体共振等。
按振动方式分类
按振动系统分类
单自由度系统共振、多自由度系统共 振、连续系统共振等。
弯曲共振、扭转共振、纵向共振等。
02
共振的危害
对建筑结构的危害
பைடு நூலகம்
建筑结构共振可导致结构疲劳损 伤，从而降低建筑物的使用寿命
。
地震等自然因素可引发建筑结构 共振，对建筑物造成严重破坏。
建筑物的设计、施工缺陷也可能 引发共振，导致建筑物出现裂缝

生活中的振动课件


驱动力旳频率 f 驱
三.共振现象
1.共振现象
A
受迫振动旳振幅
当 f驱 = f时固，
受迫振动振幅最大 旳现象，叫做共振.
试验探究
o

f固
驱动力旳频率 f 驱
共振曲线
驱动力旳频率与系统旳固有频率相差
越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。
四.共振旳应用
1.共振应用
• 工业： 共振筛
• 微波炉
共鸣箱
共鸣箱
共鸣箱
生活中旳共振现象
美国有一农场农妇，习惯于用吹笛旳方式 招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居 然发觉树上旳毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余， 她到自己旳果园吹了几种小时，一下子将果树 上旳毛毛虫收拾旳一干二净，究其原因，还是 笛子发出旳声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振 而死亡。
生活中旳共振现象 1831年，一队骑兵经过曼彻斯特附近旳一
7．把一种小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连 构成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，
它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列
结论正确旳是（ ） A
A．小球在O位置时，动能最大，加速度最小
B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大
C．小球从A经O到B旳过程中，回复力一直做正功
D．小球从B到O旳过程中，振动旳能量不断增长
0.5
跟踪练习
1.一只酒杯，用手指弹一下发 出清脆旳声音，测得其振动旳固 有频率为300Hz，将它放在两只 大功率旳音箱中间，调整音箱发 音旳频率，能使酒杯碎掉，这是
________共____振___现象，这时音箱所发 出声音旳频率接近_______3__0__0_Hz.
课堂练习
汽车旳车身是装在弹簧上旳，假如这个系统 旳固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平旳路上 行驶，路上各凸起处大约都相隔8m，汽车以多大 速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？

共振现象及其应用

磬为什么会不敲自鸣呢？这是共振 引起的一种现象. 当一物体的振动频率 与另一物体的固有频率一致时，前者的 振动能引发后者的振动. 磬的频率偶然 地和钟的频率一样，因此每当钟响时, 磬也因共振而发出嗡嗡之声.
一 共振的现象
显然，和尚的朋友深通物理知识， 他不仅知道这是一种共振现象，而且知 道如何消除这种现象.他巧妙地在磬上锉 了几下，这就改变了磬的固有频率，使 磬与钟的频率不再一样，也就引 不起共鸣了.
二 共振的条件
条件
系统在周期性外力(强迫力)作用 下发生受迫振动.在受迫振动时，如果 外力的频率跟系统的固有振动频率接 近或相等时，受迫振动达极大值，这 种现象叫做共振.
二 共振的条件
分类
A
无阻尼
.
小阻尼 大阻尼
0
O
0

二 共振的条件
v
无阻尼
小阻尼
0
O 大阻尼 0
机器在工作时由于零部件的运动 (如活塞轴的转动),也会产生周期性 的策动力，使机器 因共振而受到损坏.
三 共振的危害
为了避免共振，设计时要注意机 器的转速，使机器的 固有频率不与策动 力的频率接近.
三 共振的危害
在厂房、桥梁 等建筑物的设计时， 也要考虑到共振的 因素而尽量设法避 免共振.
四 共振的利用
一 共振的现象 和尚的心病
唐朝时，洛阳有个和尚喜欢弹拨 乐器，他的房间里放着一种乐器—— 磬.奇怪的是，静静的磬经常自鸣自响， 无缘无故地发出嗡嗡的声音.
一 共振的现象
磬无故而鸣，使和尚大为惊奇， 渐渐由惊而疑，由疑而怯，一听到 磬发出声音，就坐卧不安，心惊肉 跳，以为是妖孽作怪，结果忧虑成 疾，病倒在床.
三 共振的危害
自从揭示了毁桥的原因后，各国 军队规定，过桥时不用整齐的步伐走， 而用不整齐的碎步走，以避免共振的 发生.

共振现象及应用


共振的危害
桥梁倒塌
200年前，拿破仑率领法军入侵西 班牙.有一天，法国一队威武的士兵迈 着整齐的步伐通过一座铁链悬桥.没想 到，行到桥中间时，突然惊天动地一声 巨响，铁桥从中断裂，掉落河中，士兵 们也纷纷坠入急流.
共振的危害
自从揭示了毁桥的原因后，各国 军队规定，过桥时不用整齐的步伐走， 而用不整齐的碎步走，以避免共振的 发生.
共振的现象
荡秋千
秋千是个摆，有它的固有频率.轻推 一下使秋千微微摆动起来以后，只要按它 的固有频率周期性地施加推力，每当它往 前摆时轻轻推它一下，尽管每次的推力都 很小，经过一段时间，秋千也会荡得很高， 即发生了共振.
共振的现象
骑木马 木马的摆动也是如 此. 每当它往下摆时轻 轻压它一下，尽管每次 的压力都很小，经过一 段时间，木马也会摆得 很高.
共振的危害
美国Tacoma大桥倒塌前
共振的危害
Tacoma大桥倒塌时
共振的危害
Tacoma大桥倒塌后
共振的危害
雪 崩 在冰山雪峰间，动物 的吼叫声引起空气的振动, 当频率等于雪层中某一部 分的固有振动频率时,会发 生共振,形成雪崩,因此, 登山队员严禁高声说话.
ห้องสมุดไป่ตู้ 共振的危害
机器损坏
机器在工作时由于零部件的运动 (如活塞轴的转动),也会产生周期性 的策动力，使机器 因共振而受到损坏.
共振的利用
乐器的共鸣箱 钢琴\提琴\二胡等 乐器的木制琴身,就是 利用了共振现象使其成 为一共鸣箱(盒),将优 美悦耳的音乐发送出去, 以提高音响效果.
共振的利用
电磁共振
电磁共振在生活与生产中都有很 多的应用，特别是在无线电技术中. 收音机的调谐装置就是利用了电 磁共振现象，以接受某一 频率的电台广播.
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20
15
我们从网上查到 一件与共振有关的灾难
• 塔科马港吊桥的倒塌
在建造过程中，这座桥就开始发生了振荡
，实际上，该建筑物的链波运动曾使建筑工
人们患晕船病。在桥通行后，链波运动非常
强烈，因而汽车驾驶员在数英里外就会因为
即将上桥而紧张。在白天，当桥的振荡达到5
英尺时，桥上的驾驶员们真的会从彼此的视
野中消失。
• 机械振动可以分为： 自由振动 受迫振动
• 在此以前我们知道的振动是自由振 动。
21.11.2020
4
我们学到了新的知识------
受迫振动
• 书上说：受迫振动，就是物体在
周期性外力作用下的振动。
• 还说：这个周期性外力叫策动力。
21.11.2020
5
虽然有些抽象，但从下面我们举
出的实际例子，您能看出我们已经有 些明白了：
• 对，这就是共振，1号摆发生了共振！ • 1、2、4号摆的周期也与3号摆周期相等，
这说明：受迫振动的周期由策动力的 周期决定，等于策动力周期。
21.11.2020
10
至此，我们理解共振曲线
A
21.11.2020
f F固
11
我们访问了工人师傅
• 了解到一件 共振机械—震捣棒
建筑工地，工人师傅浇注水泥时 用的“震捣棒”就是根据共振的原 理工作的。
• 但是以后的现象—— 当两个摆的振幅相等之后， 1号摆的振幅还在增大， 竟然大过了3号摆！？在 我们看来，它无论如何不 会大过3号摆！
• 帮我们分析吧！
19
引用记录
• 《生活中的物理学》（〔美〕吉尔•沃克 著 徐 婉华、叶庆桐 译 科学普及出版社）
• 《高中物理读本》（人民教育出版社物理室编）
21.11.2020
13
• 我们把3号摆拉向前方，然

后放开手让它振动。
• 我们想看看另外三个摆会
怎样？
21.11.2020
7
我们发现：
• 3号摆振动几次后，1、2、4号摆也被 带着振动起来；
• 奇怪的是：1号摆比另两个摆振动的幅 度越来越大。
• 我们轮换做操作手，还是1号摆振幅最 大。
• 我们交换几个摆的位置重做，我们改变 摆长重做，只是每次都保证1、3号等长。
21.11.2020
16
在发生断裂的那一天，突然，链波运动停止 了，瞬时间，桥开始猛烈的扭转振荡。当时 在桥上有两个人，他们连滚带爬地逃走。一 名教授在试图援救遗弃在桥上的一条狗之后， 只能沿着扭曲的节线后撤。扭转运动持续了 30分钟之后，一块路面板从主桥上掉了下去。 又过了30分钟，掉下了另外600英尺长的桥面 板其后，虽然扭动暂时停止片刻，但再次发 生，其余桥面在数分钟之内都掉了下去。
21.11.2020
17
疑惑
• 怎样才能使一座桥的空气动力学 方面的不稳定性减至最小？例如在 两个对开的车道之间，设置一些纵 向的间隙。为什么这样做有助于结 构的稳定呢？
21.11.2020
18
发现
13
21.11.2020
• 作为策动力的3号摆 摆动后，1号摆做受迫振 动。因为满足共振条件， 1号摆振幅越来越大，这 是毫无疑问的！
实验的结果没有改变 ！
21.11.2020
8
我们思考：这说明什么？
• 我们从主从关系考虑：3号摆是主 动的，1、2、4号是被迫的。 噢，用术语说吧， 1、2、4号是做 受迫振动，3号充当“策动力”的角 色。
我们分析：根本原因是1、3号的周
期相同 ！
21.11.2020
9
我们终于得出结论：
• 当受迫振动的固有周期与策动力的 周期相等时，受迫振动的振幅最大。
• 跳水运动员站在跳板一端上 下颤动时，跳板的振动是受迫 振动；
• 运动员离开跳板跳下后，跳 板的振动是自由振动。
21.11.2020
6
动手实验
我们按照书上介绍的方法做了实验：
• 组装成右边的装置；
• 在一根绳子上栓好4个摆；
• 我们特别小心地其中的两
2
个摆1和3做成等长；
• 开始实验，我们认真观察：
生活中的共振现象优秀课件
21.11.2020
1
任务
根据老师布置的任务，我们小组准备 研究的问题是：
生活中的共振现象
21.11.2020
2
共振是共同振动吗？
问题肯定没那么简单！
• 我们决定：先向教科书学习
– 我们首先复习了机械振动的知识 – 我们又研究了课本上后边的内容
21.11.2020
3
我们明白了-----
响声——只要吹气的力度、角度、口型 最合适！
• 各种管乐器都是利用这个原理来发音的。
• 我看到一个广告：歌剧演员使劲唱较高 的声音时，能把喝香槟的小酒杯振裂！
21.11.2020
14
你看过电影《地道战》吗？
“在地上埋上一口大缸，听听地下 有没有挖地道的声音！”
现在你明白这句台词的原理了吧？
21.11.2020
21.11.2020
12
生活中的共振现象
其实，共振现象就在我们身边：
• 家里的洗衣机，甩干桶在减速到停止的 过程中，总有一个时刻洗衣机振动得最 厉害。是因为电机的转速等于洗衣机的 固有频率—正好满足了共振条件。
21.11.2020
13
生活中的共振现象
• 当我们对着瓶口吹气时，可能吹不响。 但我们有办法使它发出“呜、呜”的