阻尼振动-受迫振动教案.doc

(完整版)(完整word)阻尼振动 受迫振动教案
4.阻尼振动　受迫振动
教学目标
1 知道什么叫自由振动，理解固有频率的含义。
2 知道什么叫阻尼振动，能从能量的角度分析阻尼振动产生的原因。
3 知道什么叫驱动力，理解它是按效果命名的力.
4 知道什么叫受迫振动。理解系统做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而与系统的固有频率无关。
5 知道什么叫共振，理解共振发生的条件,了解常见的共振应用和防止的实例.
教学重点：1受迫振动的频率等于驱动力的频率，而与系统的固有频率无关。
2 什么是共振及共振的产生条件。
教学难点：
1 对受迫振动的频率等于驱动力的频率，而与系统固有频率无关的理解。
2 当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大，即对共振发生条件的理解.
教学内容:复习：1。前几节已经学过哪些类型的简谐运动?
2。 简谐运动的能量与什么因素有关？简谐运动中什么形式的能量之间发生相互转化?机械能是否守恒？
3.简谐运动是等幅振动吗？
教师总结：之前学习的简谐运动就是自由振动，即无阻尼振动
新课：一 自由振动
1. 定义：系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动，称为自由振动,又叫做无阻尼振动.
2. 自由振动的周期和频率叫系统的固有周期和固有频率，由系统本身的特征决定，与振幅无关. 弹簧振子和单摆的周期？
二、阻尼振动
1.定义：系统在振动过程中受到阻力的作用，振动逐渐消逝,振动能量逐步转化为其他能量，这种振动叫做阻尼振动。
2.特点：①振幅逐渐减小,又叫减幅振动
②周期为固有周期不变（摆长始终不变)，与振动有无阻尼及阻尼大小无关.
3.位移—时间图像（振动图象）:在一段不太长时间内振幅没有明显减小，可近似为简谐运动。
思考：①钟摆在摆动过程中不可避免的受到空气等阻力作用，但它的振幅始终保持不变，怎样获得持续振动？
②荡秋千时可不可能越荡越高？补能,做功
振动类型
阻尼振动
无阻尼振动
(简谐运动)
产生条件
受到阻力作用
不受阻力作用
振动能量
振动能量有损失
振动能量保持不变
振幅
如果没有能量补充，振幅越来越小
振幅不变
频率
不变
不变
振动图像

常见例子
悬挂的电灯被风吹动后开始振动，振幅越来越小，属于阻尼振动
弹簧振子的振动
三、受迫振动
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做驱动力。
2。受迫振动：系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动。
3。受迫振动的频率：等于驱动力的频率，与系统的固有频率没有关系
演示1
问题：固有频率对受迫振动有什么影响呢？
演示2 先让A摆摆动，带动其余各摆做受迫振动
猜想、观察、描述?
四、共振
1.定义: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，这种现象叫做共振。
2.产生条件:驱动力的频率等于振动物体的固有频率.
3.共振曲线：右图表示受迫振动的振幅A与驱动力的频率f的关系。可以看出：当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。
理解：当驱动力频率越接近物体的固有频率时,驱动力与物体运动一致的次数越多，驱动力对它起加速作用、对物体做正功越多，振幅就越大．当驱动力频率等于物体固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，
思考生活中是否还有其它应用和防止共振的实例（可参照课本），可讨论后回答。
洗衣机,展示共振筛图片，播放大桥共振的视频
五、共振的应用和防止
1。应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率：共振筛、共鸣箱（音叉）、转速计
2。防止：使驱动力的频率远离振动物体的固有频率，且相差越大越好
军队过桥时要用便步,火车过桥时要放慢速度;机器运转时为了防止共振要调节转速 ；在振动物体底座加防振垫；装修剧场、房屋时使用吸声材料等等
振动类型
自由振动
受迫振动
共振
受力情况
仅受回复力
周期性驱动力作用
周期性驱动力作用
振动周期
或频率
由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率
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
特点
动能与势能之和守恒
驱动力做功提供
振动系统获得能量最大　
实例
弹簧振子、单摆
火车通过桥梁的振动
共鸣箱、共振筛
自由振动
形成原因
受迫振动
振动的分类
阻尼振动:振幅减小
能量转化
无阻尼振动：等幅振动

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