知识与技能知道阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况.ppt
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1、知识与技能 1知道阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况。 2知道什么是受迫振动及其产生的条件,掌握物体做受迫振动的特点。 3认识共振现象,掌握产生共振现象的条件。,过程与方法 1理解物体做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,以及两者接近时的振动特点。 2体会共振在生活中的应用和危害。 情感态度与价值观 培养学生把理想模型转换为实际模型的能力和习惯,并从事例中进一步理解受迫振动。,1.如果振动系统不受外力的作用,此时的振动叫做_振动,其振动频率称为_。 2系统克服阻尼的作用要做功,消耗_,因而振幅_,最后停下来。这种振幅_的振动,叫做阻尼振动。,3用周期性的外力作用于振动系统,外力对系统做功,补偿
2、系统的能量损耗,使系统的振动维持下去。这种周期性的外力叫做_,系统在_作用下的振动叫做_振动。 4受迫振动的频率总等于周期性_的频率,与系统的固有频率_。 5驱动力频率f_系统的固有频率f0时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做_。,答案: 1固有 固有频率 2机械能 减小 逐渐减小 3驱动力 驱动力 受迫 4驱动力 无关 5等于 共振,知识点1 阻尼振动 (1)阻尼振动 实际的振动过程中,系统受到了摩擦力和其他阻力,机械能向内能转化是无法避免的,振动过程中机械能不断减小使振动逐渐减弱直至最终停止。这种振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。阻尼振动的图象如图1151所示。,图1151 (2)特点 阻尼振
3、动的振幅尽管在减小,但其振动周期(频率)不变,它是由振动系统决定的。振动系统确定后,其振动的周期(频率)就不变,称为固有周期(频率)。 例如:用力敲锣,由于锣受到空气的阻尼作用,振幅越来越小,锣声减弱,但音调不变。,【例1】一单摆做阻尼振动,则在振动过程中( ) A振幅越来越小,周期也越来越小 B振幅越来越小,周期不变 C在振动过程中,通过某一位置时,机械能始终不变 D振动过程中,机械能不守恒,周期不变 【答案】B、D,【解析】因单摆做阻尼振动,根据阻尼振动的定义可知,其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期,是由本身条件决定的,是不变的,故A项错误,B项正确;又因单摆做阻尼振动过程
4、中,振幅逐渐减小,振动的能量也在减少,即机械能在减少,所以C项错误,D项正确。选B、D。 【思维点悟】阻尼振动的特点是:振幅不断减小,机械能逐渐减小,不守恒,但周期(或频率)并不变。,对应练习 1一单摆在空气中振动,振幅逐渐减小,下列说法正确的是 ( ) A机械能逐渐转化为其他形式的能 B后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能,解析:单摆振动过程中,因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能,A和D正确;虽然单摆总的机械能在逐渐减小,但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化,动能转化为势能时,动能逐渐减小,势能
5、逐渐增大,势能转化为动能时,势能逐渐减小,动能逐渐增大,所以不能认为后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能),故B、C错误。 答案:A、D,知识点2 受迫振动 (1)受迫振动 如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功,补偿系统因阻尼作用而损失的能量,使系统持续地振动下去,这样的振动称为受迫振动。 驱动力:加在振动系统上的周期性外力,叫做驱动力。 物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关。,(2)自由振动 像弹簧振子和单摆那样,物体偏离平衡位置后,它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来,这种振动叫做自由振动。 自由振动不受外界的驱动力作
6、用。 自由振动的周期(频率)为系统的固有周期(频率)。 注意:物体的振动如按照能量是否存在损耗来分可分为阻尼振动(减幅振动)和无阻尼振动(等幅振动);如按照振动的成因来分可分为自由振动或受迫振动。,【例2】关于受迫振动,以下说法中正确的是( ) A是在一恒力作用下的振动 B振动频率可能大于或小于系统的固有频率 C振动频率一定等于固有频率 D振动频率一定等于驱动力的频率 【答案】B、D 【解析】受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动,驱动力是周期性的,不可能为恒力;系统做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,这个频率可能大于、等于或小于固有频率,故B、D正确。,【思维点悟】受迫振动
7、的物体是在驱动力作用下的振动,因此振动的频率(周期)是驱动力的频率(周期),要与自由振动的固有频率(周期)作出区别。,对应练习 2如图1152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,它们振动的周期为 ( ),图1152,A0.5 s B0.25 s C2 s D4 s 解析:匀速转动摇把后,振子将做受迫振动,驱动力的周期跟把手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。 答案
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