受迫振動共振一、教學目標知道什么是受迫振動，知道受迫振動的頻率等于驅動力的頻率.知道什么是共振以及發生共振的條件，知道共振的應用和防止的實例.二、教學重點、難點分析理解受迫振動的頻率等于驅動力的頻率。把握共振的條件及其應用。三、教具受迫振動演示器，共振演示器，兩個頻率相等的音叉四、教學方法試驗觀看、講授五、教學過程〔－〕引入課們有無使它們振幅不減小的方法呢？〔提問其不斷振動下去，這種振動叫受迫振動，這就是本節課我們要爭論的內容。【板書】七受迫振動共振〔二〕進展課【演示1】受迫振動：課本圖9－29所示裝置中彈簧下面懸掛著重物，放手期性的外力作用于振動的物體，重物就會不斷地振動，這就是受迫振動。【板書】1、受迫振動驅動力：維持受迫振動的周期性外力叫做驅動力。受迫振動：物體在外界驅動力作用下的振動叫做受迫振動。提問：“請同學們舉出你所知道的受迫振動的例子。”迫振動的物體在振動時的頻率由什么打算呢？請同學們進一步觀看試驗。〔以日常生活中的實例激發學生的學習興趣，2】受迫振動〔或周期周期也隨之轉變，轉速大，振子振動的頻率也隨之增大，由此得出結論。〔3〕體的固有頻率無關。振子的固有頻率由什么打算的呢？任何物體都有自身的特別的構造所打算的，彈簧振子的固有頻率是由彈簧和小球所打算的，而與外界無關。雖然物體做受迫振動的頻率是由驅動力頻率打算的，而與物體的固的頻率無關，但物體做受迫振動的振幅是否與物體的固有頻率有聯系呢？3】共振在一根張緊的繩子上掛幾個擺〔課本圖－3，其中、、C的擺長相A擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅動力．當A搖擺的時候，其余各擺也隨之做受迫振動，而此時驅動力的頻率就是A擺的固有頻率．試驗說明，固有頻率跟驅動力頻率相等的B擺和C跟驅動力相差最大的D擺振幅最小．由此得出結論：做受迫振動的物體振幅A與驅動力的頻率f的關系曲線．當驅動力的頻率f與物體的固有頻率f接近時，1頻率等于振子的固有頻率時，振子振幅最大，這種現象叫做共振．【板書】2、共振〔1〕共振：驅動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現象叫做共振。【演示4】聲音的共鳴〔課本圖－32．取兩個頻率一樣的音叉AB，相隔不遠并排放在桌上，打擊音叉A的叉股，使它發聲．過一會兒，用手按住音叉A的叉股，使它停頓發音，可以聽到BB的叉股上套上一個套管來轉變B叉的固有頻率，重復上述試驗，就聽不到音叉B發出的聲音．如何來解釋這種現象呢？音叉A振動后，在空氣中激起聲波，聲波傳到BB一個周期性的驅動力．由于驅動力的頻率跟音叉B的固有頻率相等，于是B發生共振，發出聲音．這種聲音的共振現象叫做共鳴．〔2〕共鳴的聲音加強，家用的音箱的原理類似于此．共振和防止共振呢？〔3〕共振的應用和防止共振現象有很多應用，把一些不同長度的鋼片裝在同一個支架上，可用于起轉速計的稍微振動，這時固有頻率與機器運轉頻率一樣的那片鋼片發生共振，有較大的振幅．假設鋼片的固有頻率，就可知道機器的轉速．共振篩〔課本圖9－33〕也是利用共振現象制成的．把篩子用四根彈簧支起率，這時篩子發生共振，有較大的振幅，提高了篩除雜物的效率．輪對鐵軌接頭處的撞擊會對橋梁產生周期性的驅動力遠小于橋梁的固有頻率．搖擺的固有頻率．機器運轉時，零部件的運動〔如活塞的運動、輪的轉動會產生周期性的驅所能引起的振動頻率范圍之內．大越好．〔三〕穩固練習A、B兩個單擺，A擺的固有頻率為f,B擺的固有頻率為4f．假設讓它們在頻率為5fA、B兩個單擺比較A．A擺的振幅較大，振動頻率為f．B．B擺的振幅較大，振動頻率為4f．C．A擺的振幅較大，振動頻率為5f．D．B擺的振幅較大，振動頻率為5f．一船在海上以某速度朝東北方向行駛，正遇上自北向南的海浪，海浪每分鐘拍打船體15次，船在水中振動的固有周期是6s，為避開發生共振，以下可承受的四種措施中，最有效的是A．把船改向東航行，并使船速增大．B．把船改向東航行，并使船速減小．C．把船改向北航行，并使船速增大．D．把船改向北航行，并使船速減小．2Hz12.5m的鐵路上，當行駛速度為多大時，車廂振動最猛烈？〔四〕作業復習本節課文，聯系實際列舉幾個共振的應用和防止實例．練習七第〕題做在作業本上．機械振動和機械波·簡諧運動的能量 受迫振動共振一、教學目標(1)知道阻尼振動和無阻尼振動，并能從能量的觀點賜予說明。知道受迫振動的概念。知道受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，而跟振動物體的固有頻率無關。理解共振的概念，知道常見的共振的應用和危害。二、教學重點、難點受迫振動，共振。三、教具彈簧振子、受迫振動演示儀、擺的共振演示器、投影儀、投影片假設干。四、教學過程(一)復習提問B11幅不同。教師把畫得比較標準的投影片向學生展現。結合圖象和振子運動與學生一起分析能量的變化并引入課。二)課教學現在以彈簧振子為例爭論一下簡諧運動的能量問題。BO勢能削減，動能增加。問：振子從OCCO、又由OB動的過程中，能量又是如何變化的？問：振子在振動過程中總的機械能如何變化？引導學生運用機械能守恒定律，得出在不計阻力作用的狀況下，總機械能保持不變。B衡位置O能等于它在最大位移處(B也就是系統的總機械能。由于簡諧運動中總機械能守恒，所以簡諧運動中振幅不變。假設初始時BOO相應地，振子的振幅也就越大，因此簡諧運動的振幅與能量相對應。能多。比，即其中EkA是振幅，AE是實際上振動系統不行避開地要受到摩擦和其它阻力動圖象是什么樣的呢？引導學生分析并畫出圖象(如圖2)：在實際狀況中存在空也就會漸漸減小，甚至完全停下來。指出：振幅隨時間減小的振動叫做阻尼振動。圖2就是阻尼振動的圖象。生答出，應不斷地向系統補充損耗的機械能，以使振動物體的振幅不變。指出：這種振幅不變的振動叫無阻尼振動。的含義。阻尼振動的共同特點是，工作時振動物體不斷地受到周期性變化外力的作用。這種周期性變化的外力叫驅動力。在驅動力作用下物體的振動叫受迫振動。頭的運動，揚聲器紙盆的運動，耳機中膜片的運動等都是受迫振動。問：受迫振動的頻率跟什么有關呢？讓學生留意觀看演示(圖3)。用不同的轉速勻速地轉動把手，可以覺察，開頭地觀看到受迫振動的周期等于驅動力的周期頻率等于驅動力的頻率，而跟振子的固有頻率無關。問：受迫振動的振幅又跟什么有關呢？演示擺的共振(裝置如圖4)，在一根繃緊的繩上掛幾個單擺，其中A、B、G球擺的長相等。當使AAA擺的頻率。試驗覺察，在AA同，固有頻率與驅動力頻率相等的B、G球的振幅最大，而頻率與驅動力頻率相差最大的D、E共振。展現受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的關系投影片(如圖5)，并加以解釋。學思考，在生活實際中利用共振和防止共振的實例。三、請同學小結一下本節要點．振動物體都具有能量，能量的大小與振幅有關，振幅越大，振動能量也越大；．當振動物體的能量漸漸減小時，振幅也隨著減小，這樣的振動叫阻尼振動；．振幅保持不變的振動叫無阻尼振動；．物體在驅動力作用下的振動是受迫振動，受迫振動的頻率等于驅動力的頻率；．當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，受迫振動振幅最大的現象叫共不利的要盡量防止。四、穩固練習支持火車車廂的彈簧的固有頻率為2Hz，行駛在每節鐵軌長10米的鐵路上，則當運行速度為 m/s時，車廂振動最猛烈。[20m/s]五、說明比的內容適用于根底較強的學生，對于承受力量較差的班級可略去。這局部教學的困難是：演示試驗很難做成；通過試驗得出：做受迫振動的物體