新课标人教版3-4选修三115外力作用下的振动1内容摘要:
(有相当多的学生没见过带摆 的表,如果学习单摆一节时让学生看过实物或视频了,此时直接提出问题即可,否则要演示实物或视频。 ) 生:普遍认为受阻力,但振幅又保持不变。 师:是什么原因导致它的振幅不减小呢。 生:讨论后或经老师提醒后得出摆不断得到能量补充。 (老师可以当场给钟上弦,给出增加弹性势能的 视觉感受。 ) 师:象钟摆这样虽有能量损耗,但能量又不断得到补充,使振动能够持续下去的振动叫受迫振动。 板书 二、受迫振动 1.作用在系统上,不断对系统做功的周期性外力叫驱动力。 (教师指明跟回复力一样,驱 动力也是按效果命名的力。 ) 2.受迫振动:系统在驱动力作用下的振动。 师:除钟摆外,请你再列举出几个受迫振动的实例。 生:师、生之间;生、生之间热烈地讨论交流(老师走到学生中与学生交流,对具体现象老师提出自己的看法,先不下定论。 )几分钟 后学生发言列举出一些实例。 教师与其他学生共同甄别是不是受迫振动。 (看书的学生可以列举出教材上的实例) 教师挑出或告知几个典型的受迫振动:电磁打点计时器振片的振动;挑物的小扁担的振动(当场表演或看视频);跳水比赛中跳板的振动(看视频);被幼儿园老师有节奏推动下的秋千的摆动(看视频);大型喷气式客机飞过时窗户的振动。 师:振动系统本身有固有频率,驱动力也是周期性的当然也有频率,那么系统做受迫振动时是以自己的固有频率振动呢。 还是以驱动力的频率振动。 或者都不是呢。 师:凭直觉猜一猜答案是什么。 生:绝大多数能猜。新课标人教版3-4选修三115外力作用下的振动1
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受迫振动的振幅增大,这种现象叫做共振。 利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于 振动系统的固有频率; 防止共振时,应使驱动力的频率与系统的固有频率不同,而且相差越大越好. 阻尼振动:振幅越来越小的振动 课堂训练 1. 如图所示,是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。 在同一铁支架 NM上焊有固有频率依次为 80Hz、 60Hz、 40Hz、 20Hz的四个钢片 a、 b、c、 d。 将
波 纵波: 质点的振动方向与波的传播方向 在同一直线上 小结 波是自然界一种常见的运动,产生机械波的 条件是波源和介质 机械波和机械振动是有区别的 机械振动在介质中的传播形成机械波;有机 械波一定有机械振动,有机械振动不一定有 机械波 机械波形成时,介质中的质点只在各自的平 衡位置附近振动,循规蹈矩而不随波逐流 机械波分为横波和纵波,横波和纵波可以同 时存在,例如地震波既有横波又有纵波 课堂讨论
也不是纵波,叫做水纹波。 ) 二、波的分类及特点 三、机械波 机械振动在介质中的传播,形成机械波 同时存在振源和介质 有振动不一定存在波,有波一定存在振动 1. 介质和波源: 介质 —— 借以传播波的物质. 波源 —— 保持持续振动的物体. 2. 机械波: 3. 产生机械波的条件 : 注意 : 4. 机械波向外传播是振动形式的传播,介质中 各质点不随波发生迁移 . ( 1)当波在介质中传播时
__m/s2 2 3 表一: 表二: 次数 摆长L(m) 偏角θ 摆球质量m 全振动 次数 n 振动 n次所用时间 t(s) 周期 T (s) 1 2 3 研究单摆的周期 (备选 ) 结论: (1)选择材料时应选择细轻又不易伸长的线 , 长度一般在1m左右 , 小球应选用密度较大的金属球 , 直径应较小 ,最好不超过 2 cm; (2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上 , 应夹紧在铁夹中 ,
D. 单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 • 解析: 简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点 , 摆球在正向最大位移处时位移为A, 在平衡位置时位移应为零 , 摆球的回复力由合外力沿圆弧切线方向的分力 (等于重力沿圆弧切线方向的分力 )提供 , 合外力在摆线方向的分力是提供向心力 , 摆球经最低点 (振动的平衡位置 )时回复力为零 ,但向心力不为零 , 所以合外力不为零 , (摆球到最高点时 ,
关呢。 实验方法:控制变量法 摆球质量相同,振幅相同,观察周期 T与摆长 L的关系。 摆球质量相同,摆长 L相同,观察周期 T与振幅的关系。 摆长 L相同,振幅相同,观察周期 T与摆球质量的关系。 猜测影响单摆周期的可能因素:振动幅度、摆球质量、摆线长度 实验注意事项:(阅读教材第 15页) 实验步骤: 正确组装、合理摆放 测量摆线长度 在平衡位置摆放标记物 测量不小于 30次全振动的时间