人教版第九章第七節(jié) 受迫振動(dòng) 共振

1、2021/8/9 星期一1第七節(jié) 受迫振動(dòng) 共振2021/8/9 星期一2 回憶： 1、 做阻尼振動(dòng)的物體，振幅將隨時(shí)間怎樣變化？ 做阻尼振動(dòng)的物體，振幅要越來(lái)越小。 2、為什么做阻尼振動(dòng)的物體，振幅要越來(lái)越小呢？ 由于振動(dòng)物體要克服阻尼的作用做功，系統(tǒng)的機(jī)械 能逐漸減小，故振動(dòng)的振幅也逐漸減小。2021/8/9 星期一3思考： 用什么方法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢？ 用周期性的外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，通過外力對(duì)系統(tǒng)做正功，補(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械能的損耗，使系統(tǒng)持續(xù)地振動(dòng)下去。 此時(shí)物體所做的振動(dòng)即為受迫振動(dòng)2021/8/9 星期一4一、受迫振動(dòng)1、驅(qū)動(dòng)力：作用在振動(dòng)物體上的周期性外力2、受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)

2、力作用下的振動(dòng)請(qǐng)舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子2021/8/9 星期一5問題1：受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢?受迫振動(dòng)實(shí)例：跳板在人走過時(shí)發(fā)生的振動(dòng)機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)聽到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)2021/8/9 星期一6實(shí)驗(yàn)研究： 受迫振動(dòng)的頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系2021/8/9 星期一7 結(jié)論1： 物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)問題2：物體做受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)，但物體做受迫振動(dòng)的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢?2021/8/9 星期一8實(shí)驗(yàn)研究2021/8/9 星期一9 結(jié)論2： 驅(qū)

3、動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，振幅最大；驅(qū)動(dòng)力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅圖象的意義：f驅(qū)= f固時(shí)，振幅有最大值，這個(gè)現(xiàn)象叫做共振f驅(qū)與 f固差別越大時(shí)，振幅越小2021/8/9 星期一10二、共振 驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。2021/8/9 星期一111、聲音的共鳴實(shí)驗(yàn)演示聲音的共振現(xiàn)象共鳴箱音叉下面所裝的空箱2021/8/9 星期一122、共振的應(yīng)用和防止測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)共振篩共振的應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖2021/8/9 星期一13共鳴箱（在樂器上用的比較多）魚洗2021/8

4、/9 星期一14生活中的共振現(xiàn)象 美國(guó)有一農(nóng)場(chǎng)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(shí)，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(gè)小時(shí)，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。2021/8/9 星期一15共振的防止軍隊(duì)過橋隨步走，火車過橋慢行2021/8/9 星期一16 1940年，美國(guó)的全長(zhǎng)860米的塔柯姆大橋因大風(fēng)而塌毀 2021/8/9 星期一17輪船航行時(shí)要看波浪的撞擊方向而改變速度和方向機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者在振動(dòng) 物體底座加防振墊. 洗衣機(jī)把衣服脫水完畢切斷電源后，

5、電動(dòng)機(jī)由于慣性還要轉(zhuǎn)一會(huì)兒才能停下來(lái)，在這個(gè)過程中，洗衣機(jī)的振動(dòng)劇烈程度有變化，其中有一陣子最劇烈，試分析這一現(xiàn)象。 結(jié)論3： 利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率； 防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好2021/8/9 星期一18鞏固練習(xí)1. 如圖所示，是用來(lái)測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)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(gè)鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為_r/min，a、b、c、d此時(shí)振動(dòng)頻率為_。360060Hz2021/8/9 星期一19

6、2.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個(gè)單擺，讓b擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來(lái)，可以發(fā)現(xiàn)（ ）A.各擺擺動(dòng)的周期均與b擺相同B.a 擺擺動(dòng)周期最短C.c擺擺動(dòng)周期最長(zhǎng)D.c擺振幅最大A2021/8/9 星期一203.如圖所示為單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，從圖可知該單擺振動(dòng)的固有頻率為 Hz，在驅(qū)動(dòng)力的頻率由0.4Hz增大加0.6Hz的過程中，單擺振動(dòng)的振幅變化情況是_ ,其擺長(zhǎng)是_.(g=10m/s2) 先增大后減小 0.50.51m2021/8/9 星期一214.支持火車車廂的彈簧的固有頻率為 2Hz，行駛在每節(jié)鐵軌長(zhǎng)10米的鐵路上，則當(dāng)運(yùn)行速度為_m/s時(shí)，車廂振動(dòng)最劇烈。202021/8/9 星期一22小結(jié)1、受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)2、物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于 驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)3、驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫 振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做