11.5 在外力作用下的振动课件.ppt

11.5 11.5 物体在外力物体在外力作用下的振动作用下的振动 如果振动系统不受外力作用，此时如果振动系统不受外力作用，此时的振动叫固有振动，其振动的频率称的振动叫固有振动，其振动的频率称为固有频率为固有频率 一、阻尼振动一、阻尼振动1 1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动2 2、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。一、阻尼振动一、阻尼振动阻尼振动的图像阻尼振动的图像二、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 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。课堂练习：下列现象属于受迫振动的是（）A、机器底座在机器运转时发生的振动B、拍皮球C、敲击一下音叉，音叉发生的振动D、秋千越荡越高ABD 三、共三、共 振振2 2、共振曲线、共振曲线1 1、共振、共振 驱动力的频率等于系统的固有频率时，驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。驱动力的频率与系统的固有频率相差驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。微波炉加热原理 食物中水分子的振动频率约为2500MHz，具有大致相同频率的电磁波称为“微波”。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。生活中的共振现象生活中的共振现象 18311831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一年，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，桥梁发生共振而座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。断裂。生活中的共振现象生活中的共振现象军队过桥便步走军队过桥便步走,火车过桥慢行火车过桥慢行 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 生活中的共振现象生活中的共振现象 古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地宣称：给我一个支点，我能撬动地球。而现宣称：给我一个支点，我能撬动地球。而现代的美国发明家特士拉更是代的美国发明家特士拉更是“牛气牛气”，他说：，他说：用一件共振器，我就能把地球一裂为二。用一件共振器，我就能把地球一裂为二。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的使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。固有频率。一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，一只酒杯，用手指弹一下发出清脆的声音，测得其振动的固有频率为测得其振动的固有频率为300Hz300Hz，将它放在，将它放在两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的两只大功率的音箱中间，调整音箱发音的频率，能使酒杯碎掉，这是频率，能使酒杯碎掉，这是_现象，现象，这时音箱所发出声音的频率为这时音箱所发出声音的频率为_Hz_Hz共振共振300 2.2.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让上挂着四个单摆，让b b摆摆动，其余各摆也摆动摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（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A A课课 堂堂 练练 习习例1、两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为4f，当它们均在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动时，则（）A、甲的振幅较大，振动频率为f B、乙的振幅较大，振动频率为4fC、甲的振幅较大，振动频率为2fD、乙的振幅较大，振动频率为2fC例例3 3、如图所示是一个单摆的共振曲线，求：、如图所示是一个单摆的共振曲线，求：（1 1）单摆的摆长）单摆的摆长L L（g g取取9.8m/s9.8m/s2 2）（2 2）若摆长减小，共振曲线的峰将怎样移）若摆长减小，共振曲线的峰将怎样移动？为什么？动？为什么？4.一一弹弹簧簧振振子子的的固固有有频频率率为为5 Hz，在在周周期期为为0.1 s 的的驱驱动动力力的的作作用用下下振振动动达达到到稳稳定定状状态态时时，弹弹簧簧振振子子振振动动的的周周期期为为多多少少？为为了了使使它它振振动动最最强强烈，应把驱动力的周期变为多少？烈，应把驱动力的周期变为多少？火车在铁轨上匀速行驶，每根铁轨长火车在铁轨上匀速行驶，每根铁轨长12.5cm12.5cm，某旅客在小桌上放了一杯水，杯中水晃动的，某旅客在小桌上放了一杯水，杯中水晃动的固有频率是固有频率是2Hz2Hz，当火车行驶速度是多大时，当火车行驶速度是多大时，杯中水的晃动最厉害杯中水的晃动最厉害?课课 堂堂 练练 习习小 结2、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动3、系统做受迫振动时，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4、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。5、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；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1、阻尼振动：振幅越来越小的振动无阻尼振动无阻尼振动阻尼振动阻尼振动受迫受迫振动振动共振共振阻尼作用阻尼作用驱动力驱动力驱动力的频率驱动力的频率和系统的固有和系统的固有频率相等时频率相等时共振的应用共振的应用谢谢大家！