板書:1、定義:振動物體克服摩擦等阻力做功,使得自己的能量逐漸減小,振幅也逐漸減小。把這種振動叫做阻尼振動。
2、特點:① 阻尼振動振幅減小的快慢跟所受阻尼的大小有關,阻尼越大,振幅減小的越快
②振幅減小,頻率不變。
③阻尼振動若在一段不太長的時間內振幅沒有明顯變化,可以把它當做簡諧運動來處理。
二、 受迫振動
師:阻尼振動最終要停下來,那麼怎樣才能產生持續的振動了?最簡單的辦法是使週期性的外力作用於振動系統。
外力對系統做功,補償系統的能量損耗,使系統的振動持續下去。我們把家在振動系統上的週期性的外力叫做驅動力。系統在驅動力作用下的振動叫做受迫振動。
板書:1、驅動力:加在振動系統上的週期性外力,叫做驅動力。
2、受迫振動:系統在驅動力作用下的振動。
師設疑:剛才我們學到作阻尼振動的物體,振動頻率由自身結構決定,那麼受迫振動的頻率是不是也是由自身結構決定的了?
演示實驗:如圖所示:在手搖的曲軸上掛一彈簧振子,把手不旋轉,讓振子自由振動,測出其週期。
勻速轉動把手,曲軸給彈簧振子乙個驅動力,使振子上下振動,用不同的轉速勻速轉動把手,觀察振子的振動有什麼特點?
結論:不管系統的固有頻率如何,它作受迫振動的頻率總等於驅動力的頻率,與系統的固有頻率無關。
板書:3、受迫振動的週期和頻率:物體做受迫振動時,振動穩定後的頻率等於驅動力的頻率,跟物體的固有頻率無關。
4、自由振動:像彈簧陣子和單擺那樣,物體偏離平衡位置後,它們就在自己的彈力或重力作用下振動起來,而不需要其他外力的推動,這種振動就叫做自由振動。
思維拓展:物體的振動如按照能量是否存在損耗來可分為阻尼振動(減幅振動)和無阻尼振動(等幅振動);如按照振動的成因來分為自由振動和受迫振動。實際生活中持續振動的例子都是受迫振動。
如縫紉機針在人腳踏的力或電動力驅動下的振動;盪鞦韆時每當盪到最低點時,人將用力蹬鞦韆板才能使鞦韆繼續振動下去等等。
三、 共振
師:通過剛才的研究我們知道,不管系統的固有頻率如何,它做受迫振動的頻率總等於週期性驅動力的頻率,與系統的固有頻率無關。但是,在週期性驅動力作用下的受迫振動,其振幅是否也跟它的固有頻率無關了?
演示實驗:在一條張緊的繩子上掛幾個擺,其中a、b擺的擺長相等。當a擺振動時候,通過張緊的繩子給其他各擺施加驅動力,使其餘各擺做受迫振動。
驅動力的頻率等於a擺的頻率。其他各擺的固有頻率取決於自己的擺長。
b、c、.d三個擺在驅動力的作用下開始擺動,觀察它的振幅差別。
三個擺的振幅與他們的固有頻率有什麼關係?
結論:實驗表明,如果驅動力的頻率十分接近系統的固有頻率,系統的振幅就最大。把這種現象稱之為共振。
板書:1、定義:驅動力頻率等於系統的固有頻率時,
受迫振動的振幅最大的現象。
2、條件:f驅=f固
3、共振曲線
4、應用和防止:當應用時應使固有頻率等於驅動力頻率
當防止時應使固有頻率遠離驅動力頻率
閱讀:科學漫步)
5、自由振動、受迫振動、共振的比較
6、對共振現象的兩點說明
(1)從受力角度來看:振動物體所受驅動力的方向跟它的運動方向相同時驅動力對它起加速作用,使它的振幅增大,驅動力的頻率跟物體的固有頻率越接近,使物體振幅增大的力的作用次數就越多,當驅動力頻率跟物體固有頻率越接近,使物體振幅增大的力的作用次數就越多,當驅動力的頻率等於物體的固有頻率時候,它的每一次作用都使物體的振幅增加,從而振幅最大。
(2)從功能關係來看:當驅動力的頻率越接近物體的固有頻率時候,驅動力與物體運動一致的次數越多,驅動力對物體做正功就越多,從而振幅就越大。當驅動力的頻率鞥與物體的固有頻率時,驅動力始終對物體作正功,使振動能量不斷增加,振幅不斷增大,直到增加的能量等於克服阻尼作用損耗的能量,振幅才不再增加。
【板書設計】
一、阻尼振動:
1、定義:振動物體克服摩擦等阻力做功,使得自己的能量逐漸減小,振幅也逐漸減小。把這種振動叫做阻尼振動。
2、特點:① 阻尼振動振幅減小的快慢跟所受阻尼的大小有關,阻尼越大,振幅減小的越快
②振幅減小,頻率不變。
③阻尼振動若在一段不太長的時間內振幅沒有明顯變化,可以把它當做簡諧運動來處理。
二、受迫振動
1、驅動力:加在振動系統上的週期性外力,叫做驅動力。
2、受迫振動:系統在驅動力作用下的振動。
3、受迫振動的週期和頻率:物體做受迫振動時,振動穩定後的頻率等於驅動力的頻率,跟物體的固有頻率無關。
4、自由振動:像彈簧陣子和單擺那樣,物體偏離平衡位置後,它們就在自己的彈力或重力作用下振動起來,而不需要其他外力的推動,這種振動就叫做自由振動。
三、共振
1、定義:驅動力頻率等於系統的固有頻率時,
受迫振動的振幅最大的現象
2、條件:f驅=f固
3、共振曲線
4、應用和防止:當應用時應使固有頻率等於驅動力頻率當防止時應使固有頻率遠離驅動力頻率
5、自由振動、受迫振動、共振的比較
6、對共振現象的兩點說明
34115外力作用下的振動1
外力作用下的振動 教學目標 一 知識與技能 1 知道什麼叫固有頻率,理解固有的含義。2 知道什麼叫阻尼振動,能從能量的角度分析阻尼振動產生的原因。3 知道什麼叫驅動力,理解它是按效果命名的力。4 知道什麼叫受迫振動。理解系統做受迫振動的頻率等於驅動力的頻率,與系統的固有頻率無關。5 知道什麼叫共振,...
外力作用下的振動導學案
如 部隊過橋應便步走。課內 1分組討論阻尼振動產生的原因及避免方法 2互相合作通過實驗 受迫振動頻率與驅動率頻率關係及共振條件 課堂練習 1.鐵路上每根鐵軌長12 m,若支援車廂的彈簧固有週期是0.6 s,列車以下列哪一速度行駛時,車廂振動得最厲害 a.20m sb.5 m s c.6 m s d....
11 5《外力作用下的振動》學案
第五節外力作用下的振動 一 學習目標 1 知道阻尼振動和無阻尼振動,並能從能量的觀點給予說明。2 知道受迫振動的概念。知道受迫振動的頻率等於驅動力的頻率,而跟振動物體的固有頻率無關。3 理解共振的概念,知道常見的共振的應用和危害。二 學習重點 難點 受迫振動,共振。三 學習過程 自主學習 一 固有振...