2019-2020年高中物理《簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量》教案5 新人教版選修3-4.doc
《2019-2020年高中物理《簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量》教案5 新人教版選修3-4.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高中物理《簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量》教案5 新人教版選修3-4.doc(2頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高中物理《簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量》教案5 新人教版選修3-4 教學(xué)目的: 1、知道振幅越大,振動的能量(總機(jī)械能)越大。 2、知道什么是阻尼振動和阻尼振動中能量轉(zhuǎn)化的情況。 3、知道受迫振動和共振的概念 4、知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力頻率 5、知道共振的應(yīng)用和防止的實(shí)例 教學(xué)重點(diǎn):簡諧運(yùn)動中機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,受迫振動和共振 教學(xué)難點(diǎn):受迫振動的頻率等于驅(qū)動力頻率 教具:共振演示器 教學(xué)過程: 分析:單擺運(yùn)動中的能量,總結(jié)以上可得—— 一、振動中的能量轉(zhuǎn)化 ⒈動能、勢能的變化 彈簧振子和單擺動能和勢能轉(zhuǎn)化簡表: 振幅位置 振幅位置 平衡位置 平衡位置 平衡位置 振幅位置 振幅位置 E pm EpEk Ekm Ek Ep E pm 總機(jī)械能 E pm= Ep+Ek = Ekm 可以看出,物體在做簡諧運(yùn)動時(shí),系統(tǒng)中的動能與勢能發(fā)生相互變化,機(jī)械能總量保持不變。那么,機(jī)械能總量的大小跟什么因素有關(guān)呢? 實(shí)驗(yàn):當(dāng)把彈簧振子拉長一些讓振子開始振動,由于振幅增大,彈簧的形變增大,振動系統(tǒng)彈性勢能增 加,總能量變大。 ⒉ 簡諧運(yùn)動中的能量跟振幅有關(guān),振幅越大,能量越大。 對簡諧運(yùn)動來說,一旦外界供給振動系統(tǒng)一定的能量,使它開始振動,系統(tǒng)中的動能與勢能發(fā)生相互變化,機(jī)械能總量保持不變,它就以一定的振幅永不停息地振動下去。但在日常生活中由于振動系統(tǒng)要受到外界的摩擦和阻力作用(即阻尼作用),系統(tǒng)要克服摩擦和阻力做功,使系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,由于系統(tǒng)的總機(jī)械能減少,振幅也就逐漸減小,最后當(dāng)機(jī)械能耗盡的時(shí)候,振幅就變?yōu)榱悖褡泳屯V拐駝?、這樣的振動叫阻尼振動。 ⒊阻尼振動:振幅逐漸減小的振動。 阻尼振動不是簡諧運(yùn)動,但當(dāng)阻尼很小時(shí),在一段不太長的時(shí)間里看不出振幅有明顯的變化,此時(shí)可以認(rèn)為是簡諧運(yùn)動。 在外力使彈簧振子的小球和單擺的擺球偏離平衡位置后,它們就在系統(tǒng)內(nèi)部的彈力或重力作用下振動起來,不再需要外力的推動,這種振動叫做自由振動,由于阻力不可避免,這樣的振動最終都會停下來.那么我們有無使它們振幅不減小的辦法呢? 那就是給系統(tǒng)不斷地補(bǔ)充能量,即給系統(tǒng)一個(gè)周期性的外力,使該外力對系統(tǒng)做正功來不斷補(bǔ)充系統(tǒng)所損失的能量,使其不斷地振動下去.這種振動叫受迫振動。 二、受迫振動 ⒈ 驅(qū)動力:使振動系統(tǒng)持續(xù)地振動下去的周期性外力叫驅(qū)動力。 周期性外力作用于系統(tǒng),對系統(tǒng)做功,克服阻尼作用,補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損耗。 ⒉ 受迫振動:物體在外界驅(qū)動力作用下的振動。 跳水運(yùn)動員在跳板上行走時(shí)跳板所發(fā)生的振動;機(jī)器工作時(shí)機(jī)器底座所發(fā)生的振動,都是由于受到外界驅(qū)動力作用下所做的受迫振動。 那么做受迫振動的物體在振動時(shí)的頻率由什么決定呢? 通過觀察研究各種受迫振動實(shí)驗(yàn),可以得出—— ⒊受迫振動的頻率:物體做受迫振動時(shí),振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率。跟物體的固有頻率無 關(guān)。 振子的固有頻率由什么決定的呢? 任何物體都有自身的特殊的結(jié)構(gòu),它們的固有頻率是由這些結(jié)構(gòu)所決定的,單擺的固有頻率是由擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣人鶝Q定的;彈簧振子的固有頻率是由彈簧和小球所決定的,而與外界無關(guān)。 雖然物體做受迫振動的頻率是由驅(qū)動力的頻率決定的,而與物體的固有頻率無關(guān),但物體做受迫振動的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢? 實(shí)驗(yàn):在一根張緊的繩子上掛幾個(gè)擺,其中A、B、C的擺長相等.當(dāng)A擺振動的時(shí)候,通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力。當(dāng)A擺動的時(shí)候,其余各擺也隨之做受迫振動,而此時(shí)驅(qū)動力的頻率就是A擺的固有頻率。 實(shí)驗(yàn)表明:固有頻率跟驅(qū)動力頻率相等的B擺和C擺振幅最大;固有頻率跟驅(qū)動力相差最大的D擺振幅最小。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),書上給出了做受迫振動的物體振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系曲線.當(dāng)驅(qū)動力的頻率 f 與物體的固有頻率 f 接近時(shí),物體的振幅越大;當(dāng)物體所受的驅(qū)動力頻率與物體的固有頻率相等時(shí),物體振動振幅最大。 錄像:共振 總結(jié):驅(qū)動力的頻率等于振子的固有頻率時(shí),振子振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振。 三、共振 ⒈定義:驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時(shí),受迫振動的振幅增大,這種現(xiàn)象叫共振。 ⒉共振的應(yīng)用和防止 ⑴原理:在需要利用共振時(shí),應(yīng)使驅(qū)動力頻率接近或等于振動物體的固有頻率;在需要防止共振時(shí),應(yīng) 使驅(qū)動力頻率與振動物體的固有頻率相差越大越好。 ⑵應(yīng)用:共振篩、音箱等 ⑶防止:火車過橋慢開,控制機(jī)器轉(zhuǎn)速等。 1906年,俄國軍隊(duì)通過彼得堡附近大橋時(shí),由于齊步走,使大橋共振而斷裂。為防止類似慘劇再次發(fā)生,后來規(guī)定行軍過橋不準(zhǔn)齊步走。1992 年5月,法國科西嘉島舉辦一場足球賽,當(dāng)兩隊(duì)隊(duì)員入場時(shí),臨時(shí)看臺上的觀眾歡呼、跳躍,看臺受到人群驅(qū)動力的頻率等于自己的固有頻率,發(fā)生共振,“嘩啦啦”一下全部倒塌,造成幾十人死亡,800多人受傷的特大事故。 布置作業(yè):閱讀教材- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量 2019-2020年高中物理簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量教案5 新人教版選修3-4 2019 2020 年高 物理 簡諧運(yùn)動 回復(fù) 能量 教案 新人 選修
鏈接地址:http://m.zhongcaozhi.com.cn/p-2646353.html