物理：第11章《机械振动》PPT课件(新人教版 选修3-4)

共振的防止和应用
1、防止 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、应用 使驱动力的频率接近或等于振动物体的
固有频率。
思考与讨论
美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式 招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居 然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余， 她到自己的果园吹了几个小时，一下子将果树 上的毛毛虫收拾的一干二净，究其原因，还是 笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振 而死亡。
3、受迫振动的特点
做受迫振动的物体振动稳定后的频率等于 驱动力的频率，与系统的固有频率无关。
问题2：受迫振动的振幅 与什么因素有关？
四、共 振
1、共振 驱动力的频率等于系统的固有频率时，受
迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 2、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。
。2020年12月17日星期四2020/12/172020/12/172020/12/17 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月2020/12/172020/12/172020/12/1712/17/2020 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020/12/172020/12/17December 17, 2020
课堂练习
2.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳
上挂着四个单摆，让b摆摆动，其余各摆也摆动
起来，可以发现（A ）
A.各摆摆动的周期均与b摆相同 B.a 摆摆动周期最短 C.c摆摆动周期最长 D.c摆振幅最大

课堂练习
3.汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系 统的固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平的路 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？

A．正常工作时，洗衣机脱水缸的转动频率比洗衣机的 固有频率大
B．正常工作时，洗衣机脱水缸的转动频率比洗衣机的 固有频率小
C．正常工作时，洗衣机脱水缸的转动频率等于洗衣机 的固有频率
D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水缸的转动频率恰好等 于洗衣机的固有频率
解析：选 AD 切断洗衣机电源，脱水缸的转速逐渐慢 下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此 时脱水缸转动的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振， 此后脱水缸转速减慢，则转动频率小于固有频率，所以共振 现象消失，洗衣机的振动幅度随之减弱，所以选项 A、D 正 确，B、C 错误．
要点三 共振
1．条件：驱动力的频率 12 ___等__于_____系统的固有频率． 2 ． 特 征 ： 在 受 迫 振 动 中 ， 共 振 时 受 迫 振 动 的 13 ___振__幅_____最大．
3．对共振条件的理解 (1)从受力角度看：当振动物体所受驱动力的方向跟它的 运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大， 当驱动力的频率等于物体的固有频率时，它的每一次作用都 使物体的振幅增加，从而振幅达到最大． (2)从功能关系看：当驱动力的频率等于物体的固有频率 时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅 不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量， 振幅才不再增加．
6．(2018·江西抚州高二月考)一个单摆做受迫振动，其 共振曲线(振幅 A 与驱动力的频率 f 的关系)如图所示，则 ()
A．此单摆的摆长约为 1 m B．此单摆的固有周期约为 0.5 s C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动 解析：选 A 由图可知，此单摆的固有频率为 0.5 Hz， 则周期为 2 s，由公式 T＝2π Lg，可得 L≈1 m，故 A 正确， B 错误；若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减 小，所以共振曲线的峰将向左移动，故 C、D 错误．

D.振子的周期为8 s
解析 根据题图和正方向的规定可知，t＝2 s时刻，速度最大，振
子处于平衡位置，A错.
t＝3 s时刻，振子的速度方向向左，B对.
1 2 3
t＝4 s时刻，速度为零，振子在左边最大位移处，加速度方向向右 且为最大值，C对. 从题图乙可知，振子的周期为8 s，D对. 答案 BCD
为参考点
振幅A：离开平衡位置的最大距离
描
简谐 运动 述
理 量
周期T：完成 一次全振动 要的时间 单位时间 频率f： 的次数 相位：描述周期性运动在各时刻所处
需 T＝ 内完成全振动
1 f
的状态
正弦(或余弦)曲线 描 简谐 运动 振动 图象 物理意义：描述振动物体的 变 位移 随 时间
述
化的规律
图象信息：振幅A、周期T、各时刻位移x 振动的能量：动能与势能之和
4 s，1.5×4A＝12 cm，A＝2 cm. 3 4 A＝2 cm 答案 T＝4 s，A＝6 cm或T＝ s， 3
三、单摆周期公式的应用 1.单摆的周期公式T＝ 2π 速度的方法.
l g
.该公式提供了一种测定重力加
2. 注意：(1)单摆的周期 T只与摆长 l和 g有关，而与振子的质量及振
幅无关.
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高中物理课件
机械振动
第十一章
学案6
章末总结
网络构建
专题整合
自我检测
机械振动 受力特点：F＝ －kx
网络构建
运动特点：a＝ - kx (变加速运动)，周期性 特 简谐 运动 征
m
和 对称性 振动位移随时间变化的规律：正弦(或余弦) Asin (ωt＋φ) 函数规律x＝
位移x：以 平衡位置 物

解析：振子在A点和B点时的位移最大，由于取向右为正方向，所以振子运 动到A点有正向最大位移，在B点有负向最大位移，则t2时刻，振子在A点，t4时 刻，振子在B点，故选项A正确，选项B错误；振子的位移是以平衡位置为起点 ，所以在t1～t2和t3～t4时间内振子的位移都在增大，故选项C正确，选项D错误 。
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2．对简谐运动的位移、速度和加速度的理解 (1)简谐运动的位移 位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标轴， 规定正方向，则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐 标来表示。 (2)简谐运动的速度 ①物理含义：速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。在所建 立的坐标轴(也称“一维坐标系”)上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标 轴的正方向相同或相反。 ②特点：如图所示为一简谐运动的模型，振子在A、B之间振动，则振子在 O点速度最大，在A、B两点速度为零。
时间的对称 速度的对称
TOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tOC＝tCO，tDB＝tBD＝tAC＝tCA ①物体连续两次经过同一点(如 D 点)的速度大小相等，方向相反 ②物体经过关于 O 点对称的两点(如 C 点与 D 点)的速度大小相等， 方向可能相同，也可能相反
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①物体经过同一点(如C点)时，位移和加速度均相同
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简谐运动及其图象 1．简谐运动 (1)定义：如果质点的位移与时间的关系遵从__正__弦____函数的规律，即它的 振动图象(x－t图象)是一条__正__弦____曲线，这样的振动叫做简谐运动。 (2)特点：①简谐运动是最__基__本____、最___简__单___的振动。 ②简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是_匀__变__速___运动，是 变力作用下的_变__加__速___运动。