高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册阻尼振动受迫振动课前预习课件ppt

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3.无阻尼振动和阻尼振动的图像
1.驱动力　　如果用周期性的外力作用于振动系统,补偿系统的能量损耗,使系统持续等幅地振动下去,这种周期性的外力叫作驱动力。2.受迫振动　　振动系统在驱动力作用下的振动。3.受迫振动的频率　　做受迫振动的物体振动稳定后,其振动频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。4.共振　　驱动力的频率等于振动物体的固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫作共振。
5.共振曲线 如图为受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系,其中f0为振动物体的固有频率。 　　可以看出:当驱动力的频率f等于振动物体的固有频率f0时,振幅最大;驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大,振幅越小。
1.共振的应用 在需要利用共振时,应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率。2.共振的防止 在需要防止共振时,应使驱动力频率远离振动系统的固有频率。
知识辨析1.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率吗?2.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长有关吗?3.强烈地震可以导致很多建筑物倒塌,不同建筑物在地震中的振动周期是否相同?
一语破的1.不是。物体做受迫振动达到稳定后,振动的频率等于驱动力的频率,与是否发生共振无关。2.无关。单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期,与单摆的摆长无关。3.相同。地震中的所有建筑物均做受迫振动,受迫振动的周期等于驱动力的周期,所以地震中建筑物的振动周期都相同。
　　简谐运动是一种理想化的物理模型,物体振动过程中的一切阻力都不考虑,因此实际中并不存在;阻尼振动考虑阻力的影响;受迫振动是物体在驱动力作用下的振动;共振则是一种特殊的受迫振动。
典例 如图甲所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中。当圆盘静止时,让小球在水中振动,球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率转动,测得小球的共振曲线如图乙所示【1】。(重力加速度g=9.86 m/s2,π=3.14)      (1)若圆盘以0.4 s的周期匀速转动【2】,经过一段时间后,小球振动达到稳定,它振动的频率是多少?
(2)若一个单摆的振动周期与小球做阻尼振动的周期【3】相同,该单摆的摆长约为多少?(结果保留3位有效数字)
思路点拨    (1)小球做受迫振动的驱动力来源于圆盘的转动,稳定后,小球做受迫振动的频率等于驱动力的频率【4】,与小球的固有频率无关;(2)由图乙读出小球的固有频率,得出其固有周期,即得到单摆的周期,根据单摆周期公式T=2π 【5】,可得单摆的摆长。