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(人教版)高中物理选修3-4课件:11.5外力作用下的振动 .ppt

(人教版)高中物理选修3-4课件:11.5外力作用下的振动

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2019-04-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《(人教版)高中物理选修3-4课件:11.5外力作用下的振动 ppt》,可适用于高中教育领域

物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.外力作用下的振动物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练学基础导学物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练外力固有频率阻力阻力减小一、阻尼振动.固有频率如果振动系统不受的作用此时的振动叫作固有振动其振动频率称为..阻尼振动()阻尼:振动系统受到的.()阻尼下的振幅变化:振动系统克服的作用要做功消耗机械能振幅.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练振幅阻尼振幅减小阻尼无阻尼运动()阻尼振动:指逐渐减小的振动.振动系统受到的越大减小得越快.()阻尼振动的图象:如图振幅最后停止振动.()实际振动的理想化:当很小时在不太长的时间内看不出振幅明显减小可以把它当作来处理.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练提示: 阻尼振动的周期不变阻尼振动的周期属于固有周期由系统本身决定与振幅无关.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练周期性变化驱动力驱动力固有频率二、受迫振动.驱动力:如果存在阻尼作用振动系统最终会停止振动.为了使系统持续振动下去对振动系统施加的的外力叫作驱动力..受迫振动:系统在作用下的振动叫受迫振动.受迫振动的频率:做受迫振动的物体振动稳定后其振动频率等于的频率与物体的无关.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练等于振幅三、共振.条件:驱动力频率物体的固有频率..特征:在无阻尼受迫振动中共振时受迫振动的最大..共振曲线:如图所示.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练讲要点例析物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练eqavsal(简谐运动、阻尼振动与受迫振动的区别)简谐运动是一种理想化的模型物体运动过程中的一切阻力都不考虑阻尼振动却考虑阻力的影响是更实际的一种运动而受迫振动则是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动.三者对比列表如下:物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练    振动类型比较项目简谐运动阻尼振动受迫振动产生条件不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用频率固有频率固有频率驱动力频率振幅不变减小大小变化不确定物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练振动图象形状不确定实例 弹簧振子振动单摆做小角度摆动 敲锣打鼓发出的声音越来越弱是因振幅越来越小 扬声器纸盆振动发声钟摆的摆动物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练()阻尼振动中振幅虽逐渐减小但振动的频率不会变化此频率称为固有频率由振动系统决定.()受迫振动中若驱动力给系统补充的能量与系统因振动阻尼消耗的能量相等物体做等幅振动但此振动不是简谐运动.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线下列说法中正确的是(  )A.摆球A时刻的动能等于B时刻的动能B.摆球A时刻的势能等于B时刻的势能C.摆球A时刻的机械能等于C时刻的机械能D.摆球B时刻的机械能大于C时刻的机械能思路点拨: 从图象中认清三个时刻的先后顺序及实际振动中的位置关系由阻尼振动的含义判断问题.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: BD解析: 单摆做阻尼振动因此机械能不断减小选项D正确C错误A、B两时刻关于平衡位置对称高度相等重力势能相同B正确因机械能越来越小所以B时刻动能小于A时刻动能选项A错误.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练-: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物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: BD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D项对.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练eqavsal(对受迫振动及共振的理解).受迫振动()振动频率:做受迫振动的物体其振动频率由驱动力的频率决定即它总等于驱动力的频率驱动力的频率改变物体做受迫振动的频率就改变与系统的固有频率无关.()振幅:做受迫振动物体的固有频率对其所做的受迫振动也有影响.驱动力的频率越接近物体的固有频率其振幅越大驱动力的频率越远离物体的固有频率其振幅越小.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.受迫振动、共振的比较振动类型比较项目   受迫振动共振受力情况受周期性驱动力作用受周期性驱动力作用振动周期或频率由驱动力的周期或频率决定即T=T驱或f=f驱T驱=T固或f驱=f固振动能量由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子机器运转时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.共振的利用与防止()利用:由共振的条件知要利用共振就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致.如共振筛、荡秋千、共振转速计、各种乐器等.()防止:由共振曲线可知在需要防止共振危害时要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等而且相差越多越好.如部队过桥应便步走.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练如图所示把两个弹簧振子悬挂在同一支架上已知甲弹簧振子的固有频率为Hz乙弹簧振子的固有频率为Hz当支架在受到竖直方向且频率为Hz的驱动力作用做受迫振动时则两个弹簧振子的振动情况是(  )物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练A.甲的振幅较大且振动频率为HzB.甲的振幅较大且振动频率为HzC.乙的振幅较大且振动频率为HzD.乙的振幅较大且振动频率为Hz物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: B解析: 根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大因为甲的固有频率等于驱动力的频率做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率所以B选项正确.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练分析、解决有关受迫振动、共振问题的方法()受迫振动的周期和频率由外界驱动力的周期和频率决定与振动物体自身的固有周期和固有频率无关()受迫振动的振幅大小与外界驱动力的周期和频率有关.()在分析解答有关共振问题时要抓住产生共振的条件:驱动力的频率等于固有频率时产生共振此时振动的振幅最大.()在解决有关共振的实际问题时要抽象出受迫振动这一物理模型弄清驱动力频率和固有频率然后利用共振的条件进行求解.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练-:如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线下列说法正确的是(  )物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练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l∶l=∶C.图线Ⅱ若是在地球上完成的则该摆摆长约为mD.若摆长均为m则图线Ⅰ是在地球上完成的物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练解析: 图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等从图线上可以看出两摆的固有频率f=Hzf=Hz根据周期公式可得f=eqf(,T)=eqf(,pi)eqr(f(g,l))当两摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时g越大f越大所以g>g由于月球上的重力加速度比地球上的小图线I表示月球上单摆的共振曲线选项A正确.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: ABC若两次受迫振动是在地球上同一地点进行则g相同两次摆长之比l∶l=eqf(,foal(,))∶eqf(,foal(,))=∶所以选项B正确.图线Ⅱ若是在地球上完成的将g=ms和f=Hz代入频率的计算公式可解得l=m所以选项C正确D错误.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练练随堂演练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.下列振动属于受迫振动的是(  )A.用重锤敲击一下悬吊着的钟后钟的振动B.打点计时器接通电源后振针的振动C.小孩睡在自由摆动的吊床上小孩随着吊床一起摆动D.弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: B解析: 受迫振动是振动物体在系统外的驱动力作用下的运动故只有B对.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.关于共振的防止和利用应做到(  )A.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B.利用共振时应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率C.防止共振危害时应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率D.防止共振危害时应使驱动力频率远离振动物体的固有频率物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: AD解析: 共振时驱动力频率与固有频率相等因此要利用共振应使T驱与T固尽量接近要防止共振应使T驱与T固尽量远离故选A、D物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.自由摆动的秋千摆动的振幅越来越小下列说法正确的是(  )A.机械能守恒B.能量正在消失C.总能量守恒机械能减小D.只有动能和势能的相互转化物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: C解析: 自由摆动的秋千可以看作阻尼振动的模型振动系统中的能量转化也不是系统内部动能和势能的相互转化振动系统是一个开放系统与外界时刻进行能量交换.系统由于受到阻力消耗系统能量做功而使振动的能量不断减小但总能量守恒.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练如图所示两个质量分别为M和m的小球悬挂在同一根水平细线上当M在垂直于水平细线的平面内摆动时下列说法正确的是(  )A.两摆的振动周期是相同的B.当两摆的摆长相等时m摆的振幅最大C.悬挂M的竖直细线长度变化时m的振幅不变D.m摆的振幅可能超过M摆的振幅物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: ABD解析: M摆动时m摆做受迫振动稳定后m摆振动周期应等于驱动力的周期即等于M摆的周期故选项A正确当m摆长与M摆长相等时两者的固有周期相等而M摆的固有周期就是使m做受迫振动的驱动力的周期可见m摆处于共振状态选项B正确M摆长发生变化就是使m做受迫振动的驱动力周期发生变化由于m的固有周期不变这样两个周期差别就发生了变化因而m的振幅也发生了变化选项C错误单摆振动的能量不仅与振幅有关还跟振动系统的质量有关如果M的质量比m大得多从M向m传递的能量有可能使m的振幅大于M的振幅选项D正确.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练如图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Hz然后匀速转动摇把转速为rmin当振子振动稳定时它们振动的周期为(  )A.s    B.sC.sD.s物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: B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振子自由上下振动频率无关.摇把匀速转动的转速为rmin=rs所以驱动力的周期T=eqf(,n)=eqf(,)s=s物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.将测力传感器接到计算机上可以测量快速变化的力将单摆挂在测力传感器的探头上测力探头与计算机连接用此方法测得的单摆摆动过程中摆线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示取g=ms某同学由此图象提供的信息做出了下列判断其中正确的是(  )A.摆球的周期T=sB.单摆的摆长L=mC.t=s时摆球正经过最低点D.摆球运动过程中周期越来越小物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: BC解析: 本题主要考查单摆的周期公式及阻尼振动.由图可知单摆两次拉力极大值的时间差为s所以单摆的振动周期为sA错误根据单摆的周期公式T=pieqr(f(L,g))可得摆长L=mB正确t=s时摆线的拉力最大所以摆球正经过最低点C正确摆线拉力的极大值发生变化说明摆球在最低点时的速度大小发生了变化所以摆球做阻尼振动振幅越来越小由于周期与振幅无关所以单摆的周期不变D错误.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练铺设钢轨时每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙匀速运行的列车经过轨端接缝处时车轮都会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等这个冲击力是周期性的列车受到周期性的冲击力做受迫振动.普通钢轨长为m列车固有振动周期为s.下列说法中正确的是(  )A.列车的危险速率为msB.列车过桥需要减速是为了防止列车发生共振现象C.列车运动的振动频率和列车的固有频率总是相等的D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: AD解析: 当冲击力频率等于列车固有频率时列车振动的振幅最大因v=eqf(l,t)=eqf(m,s)=ms故A正确列车过桥做减速运动是为了使驱动力频率远小于桥梁固有频率防止桥梁发生共振现象而不是列车发生共振现象故B、C错增加钢轨长度有利于列车高速运行D正确.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练.如图所示是一个单摆的共振曲线.()若单摆所处的环境重力加速度g取ms试求此摆的摆长.()若将此单摆移到高山上共振曲线的ldquo峰rdquo将怎样移动?物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练答案: ()m ()向左移解析: ()由图象可知单摆的固有频率f=Hz由频率公式f=eqf(,pi)eqr(f(g,l))得l=eqf(g,pif)=eqf(,timestimes)masympm()由f=eqf(,pi)eqr(f(g,l))知单摆移到高山上重力加速度g减小其固有频率减小故共振曲线的ldquo峰rdquo向左移.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练谢谢观看!

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