高二物理選修3-4 11.5外力作用下的振動

11.5外力作用下的振動,第十一章機械振動,2.振動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大,1.簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。,復習,3.生活中的振動機械能是否是守恒的呢?,固有振動：,振動系統(tǒng)不受外力作用的振動,固有周期：固有振動的周期,固有頻率：固有振動的頻率,系統(tǒng)不受外力作用,自由振動（固有振動）,系統(tǒng)受到外力作用,一.阻尼振動,1、阻尼振動：振幅逐漸減小的振動,2、阻尼振動的圖像,3、振動系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。,4、實際的自由振動一定是阻尼振動,阻尼振動最終要停下來，怎樣才能產(chǎn)生持續(xù)的振動呢？,在實際振動中，為了不因阻尼的存在而使振動停止，我們通常給系統(tǒng)加一個周期性的外力，來補償系統(tǒng)的機械能量的損失，使系統(tǒng)持續(xù)的振動下去。,怎樣才能使受阻尼作用的振動物體的振幅不變，且一直振動下去呢？,二、受迫振動,1、驅(qū)動力：作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動：系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動,請舉出你所知道的受迫振動的例子,受迫振動的頻率跟什么有關(guān)呢?,受迫振動實例：,跳板在人走過時發(fā)生的振動,機器底座在機器運轉(zhuǎn)時發(fā)生的振動,聽到聲音時耳膜的振動,電磁打點計時器的振針所做的振動,思考：,3、受迫振動的特點：受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。,四、共振,1、定義：驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。2、共振曲線圖象特點f驅(qū)=f固時，振幅有最大值f驅(qū)與f固差別越大時，振幅越小,生活中的共振現(xiàn)象,美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當她有一次吹笛時，居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個小時，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。,軍隊過橋便步走，火車過橋慢行,1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。,生活中的共振現(xiàn)象,1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個月就因風共振而倒塌,生活中的共振現(xiàn)象,CompanyLogo,生活中的共振現(xiàn)象,共振篩,利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好,五.共振的防止與應(yīng)用,小結(jié),2、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動,3、系統(tǒng)做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),4、驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。,5、利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動系統(tǒng)的固有頻率；防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不同，而且相差越大越好,1、阻尼振動：振幅越來越小的振動,課堂練習,1.如圖所示，是用來測量各種發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計原理圖。在同一鐵支架NM上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動的電動機接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動機轉(zhuǎn)速為r/min，a、b、c、d此時振動頻率為。,3600,60Hz,課堂練習,2.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個單擺，讓b擺擺動，其余各擺也擺動起來，可以發(fā)現(xiàn)（）A.各擺擺動的周期均與b擺相同B.a擺擺動周期最短C.c擺擺動周期最長D.c擺振幅最大,A,3.汽車的車身是裝在彈簧上