阻尼振動(教科版)

1、第一章第一章 機(jī)械振動機(jī)械振動4.4.阻尼振動阻尼振動 受迫振動受迫振動 2.2.振動的能量與振幅有關(guān)，振動的能量與振幅有關(guān)，振振幅越大，振動的能量越大幅越大，振動的能量越大 1.1.簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即即機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)問題：問題：生活生活中的中的振動，機(jī)械能是振動，機(jī)械能是否守恒呢否守恒呢? ?一一. .自由振動（無阻尼振動）自由振動（無阻尼振動）：系統(tǒng)：系統(tǒng)不受不受外力作用，也不受任何阻力，只外力作用，也不受任何阻力，只在自身回復(fù)力作用下的振動在自身回復(fù)力作用下的振動2.2

2、.固有周期：固有周期：自由振動的周期自由振動的周期1.1.固有頻率：固有頻率：自由振動的頻率自由振動的頻率二二. .阻尼振動：阻尼振動：振幅逐漸減小的振動振幅逐漸減小的振動2 2、阻尼振動的圖像、阻尼振動的圖像阻尼振動最終要停下來，怎阻尼振動最終要停下來，怎樣才能產(chǎn)生持續(xù)的振動呢？樣才能產(chǎn)生持續(xù)的振動呢？三、受迫振動三、受迫振動1 1、驅(qū)動力：、驅(qū)動力： 作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力2 2、受迫振動：、受迫振動： 系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動受迫振動實(shí)例：受迫振動實(shí)例：跳板在人走過時發(fā)生的振動跳板在人走過時發(fā)生的振動機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)生的機(jī)器

3、底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)生的振動振動聽到聲音時耳膜的振動聽到聲音時耳膜的振動電磁打點(diǎn)計時器的振針?biāo)龅碾姶糯螯c(diǎn)計時器的振針?biāo)龅恼駝诱駝? 3、受迫振動的頻率：、受迫振動的頻率： 受迫振動的受迫振動的頻率總等于驅(qū)動頻率總等于驅(qū)動力的頻率力的頻率，與與系統(tǒng)的系統(tǒng)的固有頻率固有頻率無關(guān)無關(guān)。受迫振動的頻率跟什么有關(guān)呢受迫振動的頻率跟什么有關(guān)呢? ?四、共四、共 振：振：驅(qū)動力的頻率等于系驅(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。最大，這種現(xiàn)象叫做共振。 1. 1.、共振曲線、共振曲線圖象特點(diǎn)圖象特點(diǎn)f驅(qū)驅(qū)= f固固時，振幅有最大值時，振幅有最大

4、值f驅(qū)驅(qū)與與 f固固差別越大時，振幅差別越大時，振幅越小越小生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象 美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)她有一次吹笛時，式招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)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。發(fā)生劇烈共振而死亡。軍隊過橋便步走

5、，火車過橋慢行軍隊過橋便步走，火車過橋慢行 1831 1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便年，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。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)象生活中的共振現(xiàn)象 19401940年，美國的全長年，美國的全長860860米的塔柯姆大橋米的塔柯姆大橋 生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象Company Logo生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象共共振振篩篩 利用共振利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；接近或等于振動物體的固有頻率； 防止共振防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻時，

6、應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好差越大越好五五. . 共振的防止與應(yīng)用共振的防止與應(yīng)用小小 結(jié)結(jié)2 2、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動3 3、系統(tǒng)做受迫振動時，、系統(tǒng)做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于振動穩(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)驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)4 4、驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，、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)象叫做共振受迫振動的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。5 5、利用共振利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近

7、或等于時，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；振動系統(tǒng)的固有頻率； 防止共振防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固 有頻率不同，而且相差越大越好有頻率不同，而且相差越大越好1 1、阻尼振動：振幅越來越小的振動、阻尼振動：振幅越來越小的振動課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1. 1.如圖所示，是用來測量各種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計原如圖所示，是用來測量各種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計原理圖。在同一鐵支架理圖。在同一鐵支架NMNM上焊有固有頻率依次為上焊有固有頻率依次為80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40Hz、20Hz20Hz的四個鋼片的四個鋼片a a、b b、c c、d d

8、。將。將M M端與正在端與正在轉(zhuǎn)動的電動機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動的電動機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b b鋼片振幅最大，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速鋼片振幅最大，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速為為 r/minr/min，a a、b b、c c、d d此時振動頻率此時振動頻率為為 。課堂練習(xí)課堂練習(xí) 2.2.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個單擺，讓掛著四個單擺，讓b b擺擺動，其余各擺也擺動起擺擺動，其余各擺也擺動起來，可以發(fā)現(xiàn)（來，可以發(fā)現(xiàn)（ ）A.A.各擺擺動的周期均與各擺擺動的周期均與b b擺相同擺相同B.B.a a 擺擺動周期最短擺擺動周期最短C.C.c c擺擺動周期最長擺擺動周期最長D.D.c c擺振幅最大擺振幅最大sm /316 3.3.汽車的車身是裝在彈簧上的，如果這汽車的車身是裝在彈簧上的，如果這個系統(tǒng)的固有周期是