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1、11.7外力作用下的振动主备人:蒋长柱备课tl期:2013/1/6授课日期:2013/1/15学习目标:(1)知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。(2)知道受迫振动的概念。(3)理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。(4)通过实验观察,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。培养归纳总结能力。(5)联系实际,培养研究周用事物的习惯。学习重点:受迫振动,共振。学习难点:驱动力的频率、固有频率的区别。知识链接:振动物体的周期由哪些因索决定?【学习过程】一、固有周期和固有
2、频率1、固有振动:O2、固冇频率:c3、固有周期:o现在以弹簧振子(在BC间振动、0为平衡位迸)为例讨论一卜简谐运动的能量问题。问题1:振子从0向C运动过程屮能最如何变化?振子由C向0、又由0向B运动的过程中,能最又是如何变化的?问题2:振了在振动过程屮总的机械能如何变化?问题3:如果系统受到外力作用,它将如何振动?二、阻尼振动1、阻尼:振动系统受到。2、阻尼上的振幅变化:振动系统克服的作用要做功,消耗机械能,振幅o3、阻尼振动:o振动系统受到的越大,减小得越快。阻尼过大时,系统将不能发生振动。实际的自由振动一
3、定是阻尼振动4、阻尼振动的图像:振幅,最后停止振动。5、实际振动的理想化:当很小吋,在不太长的吋间内看不出振幅明显减小,可以把它当做来处理。问题4:怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变,而一肓振动下去呢?二、受迫振动:1、驱动力:O2、受迫振动:」3、受迫振动的频率:做受迫振动的物体振动稳定示,其振动频率等于的频率,与物体的无关o4、观察演示(图3)S13用不同的鞘速匀速地转动把手,可以发现,开始振子的运动情况比较复杂,但达列稳定后,换子的运动就比较稳定,可以朗显地观案到受迫振动的周期等于驱动力的周期。这样就可
4、以得到杨体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振子的固有频率无关。问题5:受迫振动的振幅又跟什么有关呢?濱示摆的共振(義置如图4丿,後T艮绷紧的绳上桂几个单摆,其中A、B、G球的摆长相等。当使A摆动起来后,A球的振动通过张紧的绳给其余冬搖施加周期性的驱动力,经一段肘间后,它们都会振动起来。驱动力的频率等于A摆的频率。卖脸发现,AA摆多次摆动后,各球都将以A球的频率振动起来,但振幅不同,固有频率与驱动力频率相等的B、G球的振幅最大,而频率与驱动力频率相差最大的D、E球的振幅最小。1、共振:O2、条件:o3、特征
5、:4、共振曲线:如图5所示总结:1.振动物体都貝•有能量,能量的大小•振幅有关,振幅越大,振动能量也越大;2.当振动物体的能虽逐渐减小时,振幅也随着减小,这样的振动叫阻尼振动;3.振幅保持不变的振动叫等幅振动;4.物体在驱动力作川下的振动是受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率;5.当菠动力的频率等于物体的固有频率时,受迫振动振幅最人的现象叫共振;共振在技术上有其有利的一面,也存在不利的一-面;有利的要尽量利用,不利的要尽量防止。看课本p20页达标训练:1.一单摆做阻尼振动,则在振动过程中[JA.振幅越来越小
6、,周期也越来越小B.振幅越来越小,周期不变C.在振动过程小,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2.下列哪些是属于受迫振动()(A)缝纫机针持续地上下振动(B)空气压缩机活塞持续地往复振动(C)跳板在行人走过时发生的振动(D)机器底朋在机器运转时发生的振动3.-个摆在空气中做阻尼振动,下列说法小正确的是()(A)振动的能量在逐渐转化为其它形式的能(B)后一时刻摆球的动能一定比前一时刻摆球的动能小(0后一时刻摆球的势能一定比前-•时刻摆球的势能小(D)麻一时刻摆球的机械能一定比前一
7、时刻摆球的机械能小1.一•列队伍过桥时,不能齐步走,这是为了(A)减小对桥的压力;(B)使桥受力均匀;(C)减小对桥的冲量;(D)避免使桥共振;两个弹赞振子,甲的固有频率是100Hz,乙的同有频率是400Hz,若它们均在频率是300Hz的驱动力作用卜•做受迫振动,则口A.甲的振幅较人,振动频率是100HzC.甲的振幅较大,振动频率是300HzB.乙的振幅较人,振动频率是300HzD.乙的振幅较大,振动频率是400Hz9.下列说法中正确的是[]A.实际的自山振动必然是阻尼振动B.在外力作用下的振动是受迫振动C.阻
8、尼振动的振幅越来越小D.受迫振动稳定后的频率与口身物理条件无关1.如图,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,1111轴可以带动弹簧振子上下振动,开始时不转动摇把,让振子门由上下振动,测得其频率为2赫,然后匀速转动摇把,转速240转/分,当振子振动稳定时,它的振动周期为:()i11(A)—秒⑻一秒(C)2秒(D)4秒II242.如图所示,由轻质弹簧下面悬挂一物块组成一个竖直方向的弹簧振子,上
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