115外力作用下的振动.ppt

第五节第五节 外力作用下的振动外力作用下的振动第十一章第十一章 机械振动机械振动 振动的能量与振幅有关，振动的能量与振幅有关，振幅振幅越大，振动的能量越大越大，振动的能量越大 简谐运动中动能和势能在发简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量生相互转化，但机械能的总量保持不变，即保持不变，即机械能守恒机械能守恒。复习复习一、阻尼振动一、阻尼振动1 1、演示、演示阻尼振动阻尼振动.SWF.SWF2 2、阻尼振动：振幅逐渐减小、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动的振动3 3、阻尼振动的图像：、阻尼振动的图像：4 4、振动系统受到的阻尼越大，、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振大时，系统将不能发生振动。动。5 5、实际的自由振动一定是阻、实际的自由振动一定是阻尼振动尼振动二、受迫振动二、受迫振动1 1、驱动力：、驱动力：作用在振动系统上的周期性外力作用在振动系统上的周期性外力2 2、受迫振动：、受迫振动：系统在驱动力作用下的振动系统在驱动力作用下的振动3 3、受迫振动的特点：、受迫振动的特点：演示演示 受迫振动的频率总等于驱动力的频率，受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。与系统的固有频率无关。三、共三、共 振振1 1、共振曲线、共振曲线 2 2、共振、共振 驱动力的频率等于系驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象动的振幅最大，这种现象叫做共振。叫做共振。驱动力的频率与系统驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，振的固有频率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅幅越大，相差越多，振幅越小。越小。共振的防止和应用共振的防止和应用1 1、防止：、防止：使驱动力的频率与物体的固有频率不同，使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。而且相差越大越好。2 2、应用：、应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。的固有频率。生活中的共振现象 美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余，她到自己的果园吹了几个小时，一下之余，她到自己的果园吹了几个小时，一下子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净，究其子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净，究其原因，还是笛子发出的声音引起毛毛虫内脏原因，还是笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡。发生剧烈共振而死亡。军队过桥便步走，火车过桥慢行军队过桥便步走，火车过桥慢行 1831 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。裂。19401940年，美国的全长年，美国的全长860860米的塔柯姆大桥米的塔柯姆大桥在建成后的在建成后的4 4个月就因风共振而倒塌个月就因风共振而倒塌 小小 结结2 2、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动3 3、系统做受迫振动时，、系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于振动稳定后的频率等于 驱动力的频率，跟系统的固有频率无关驱动力的频率，跟系统的固有频率无关4 4、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。5 5、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于、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；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，而且相差越大越好有频率不同，而且相差越大越好1 1、阻尼振动：振幅越来越小的振动、阻尼振动：振幅越来越小的振动课堂训练课堂训练1.1.如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架原理图。在同一铁支架NMNM上焊有固有频率依次上焊有固有频率依次为为80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40Hz、20Hz20Hz的四个钢片的四个钢片a a、b b、c c、d d。将。将MM端与正在转动的电动机接触，发现端与正在转动的电动机接触，发现b b钢钢片振幅最大，则电动机转速为片振幅最大，则电动机转速为_r/min_r/min，a a、b b、c c、d d此时振动频率为此时振动频率为_。360060Hz2.2.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让挂着四个单摆，让b b摆摆动，其余各摆也摆摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（动起来，可以发现（）A.A.各摆摆动的周期均与各摆摆动的周期均与b b摆相同摆相同B.B.a a 摆摆动周期最短摆摆动周期最短C.C.c c摆摆动周期最长摆摆动周期最长D.D.c c摆振幅最大摆振幅最大A3 3、汽车的车身是装在弹簧上的，如果、汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是这个系统的固有周期是1.5s1.5s，汽车在，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔起处大约都相隔8m8m，汽车以多大速，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？