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文檔簡介
生活中的振動知識回顧認(rèn)識了一種新的運動形式:
;學(xué)習(xí)了兩個新的物理模型彈簧振子單擺簡諧運動理想模型:沒有摩擦和空氣阻力;動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,機械能守恒。振動物體的周期(或頻率)大量研究表明,在自由狀態(tài)下(振動系統(tǒng)不受外界作用),振動物體的周期(或頻率)與振幅大小無關(guān),只由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定;物體在自由狀態(tài)下的振動周期(或頻率),叫做固有周期(或固有頻率);1940
年11月7日美國Tocama
懸索橋坍塌外力作用下的振動實際的振動過程總是存在阻力,系統(tǒng)的能量必然會損失。當(dāng)系統(tǒng)受到阻力的作用時,我們說振動受到了阻尼。系統(tǒng)克服阻尼的作用要做功,消耗機械能,因而振幅減小,最后停下來。1、阻尼振動:振幅逐漸減小的振動;(1)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。(2)圖像:問:阻尼振動最終要停下來,用什么方法才能得到持續(xù)的振動呢?——補充能量通過給擺鐘上弦,給擺持續(xù)的周期性外力,
補償系統(tǒng)機械能的損耗;答:使周期性的外力作用于振動系統(tǒng),外力對系統(tǒng)做功,補償系統(tǒng)的能量損耗,使系統(tǒng)的振動維持下去。2、受迫振動:物體在周期性外力作用下的振動;這種周期性的外力叫做驅(qū)動力;請同學(xué)們舉出生活中受迫振動的例子:①電磁打點計時器的振針?biāo)龅恼駝英谠跈C器運轉(zhuǎn)時機器底座發(fā)生的振動③聽到聲音時耳膜的振動④在人走過時跳板發(fā)生的振動受迫振動的頻率和振幅遵循什么樣的規(guī)律呢?2、受迫振動:物體在周期性外力作用下的振動;這種周期性的外力叫做驅(qū)動力;2、受迫振動:物體在周期性外力作用下的振動;這種周期性的外力叫做驅(qū)動力;實驗探究1——
物體做受迫振動時,振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與物體的固有頻率無關(guān);實驗探究2——
物體做受迫振動時,驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率越接近,受迫振動的振幅越大;3、共振:當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時,受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振;(1)橫軸:表示驅(qū)動力的頻率;縱軸:表示受迫振動的振幅;(2)驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率越接近,受迫振動的振幅越大;驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率相差越大,受迫振動的振幅越小。(1)共振的應(yīng)用4、共振的應(yīng)用與防止
微波爐加熱原理
食物中水分子的振動頻率約為2500MHz,具有大致相同頻率的電磁波稱為“微波”。微波爐加熱食品時,爐內(nèi)產(chǎn)生很強的振蕩電磁場,使食物中的水分子作受迫振動,發(fā)生共振,將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,從而使食物的溫度迅速升高。微波加熱是對物體內(nèi)部的整體加熱,極大地提高了加熱效率。
(2)共振的防止4、共振的應(yīng)用與防止1940
年11月7日美國Tocama
懸索橋因風(fēng)共振而坍塌軍隊過橋便步走,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。(2)共振的防止4、共振的應(yīng)用與防止a、部隊過橋時要用便步,以免產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力;火車過橋時要慢開,使驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)小于橋梁的固有頻率;
b、機器運轉(zhuǎn)時為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者在振動物體底座加防振墊;c、裝修劇場、房屋時使用吸聲材料等;1、汽車的車身是裝在彈簧上的,某車的車身—彈簧系統(tǒng)的固有周期是1.5s。汽車在一條起伏不平的路上行駛,路面凸起處大約都相隔是8m。汽車以多大的速度行駛時,車身上下顛簸的最劇烈?例題:解析:汽車在起伏不平的公路上行駛時,當(dāng)路面對汽車的驅(qū)動力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,車身產(chǎn)生共振,振動得最激烈.
練習(xí)、如圖所示在一根張緊的水平繩上懸掛五個擺,其中A、E的擺長為l,B的擺長為0.5l,C的擺長為1.5l,D的擺長為2l,先使A振動起來,其他各擺隨后也振動起來,則擺球振動穩(wěn)定后(
)A.D的振幅一定最大B.E的振幅一定最大C.B的周期一定最短
D.四個擺的周期相同解析:A振動起來后,使得B、C、D、E做受迫振動,頻率都等于A振動的頻率,即各擺振動的周期都相等,選項C錯誤,D正確;由于E與A的擺長相等,發(fā)生共振,振幅最大,選項A錯誤,B正確.BD小結(jié)1、阻尼振動:振幅逐漸減小的振動;2、受迫振動:物體在周期性外力作用下的振動;(1)受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與物體的固有頻率無關(guān);(2)
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