《外力作用下的振动》课件1.ppt

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1、2振动系统不受外力作用的振动振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有振动：固有周期：固有周期：固有振动的周期固有振动的周期T0固有频率：固有频率：固有振动的频率固有振动的频率f0物体的振动周期与频率由振动物体本物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。身性质决定的，与振幅无关。如：如：弹簧振子：弹簧振子： 单摆：单摆：gl2T 一、固有周期和回有频率一、固有周期和回有频率3振动的能量与振幅有关，振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动振幅越大，振动的能量越大的能量越大简谐运动中动能和势能在发生相互转化，简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即但机械能的总量保持

2、不变，即机械能守恒机械能守恒。45二、阻尼振动二、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阻尼振动的图像阻尼振动的图像3 3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。4 4实际的自由振动一定是阻尼振动实际的自由振动一定是阻尼振动6用什么方法才能得到持续的振动呢？用什么方法才能得到持续的振动呢？ 用周期性的外力作用于振动系统，用周期性的外力作用于振动系统，通过外力对系统做正功，补偿系统机械通过外力对系统做正功，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。能的损

3、耗，使系统持续地振动下去。思考与讨论思考与讨论78三、受迫振动三、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 思考：物体做受迫振动时思考：物体做受迫振动时, ,振动稳定后振动稳定后的频率与什么有关的频率与什么有关? ?9三、受迫振动三、受迫振动10三、受迫振动三、受迫振动3 3受迫振动的特点受迫振动的特点 物体做受迫振动时，物体做受迫振动时，振动稳定后的频率振动稳定后的频率等于驱动力的频率等于驱动力的频率，跟物体的，跟物体的固有频率固有频率无关无关11思考与讨论思考与讨论 物体做受迫振

4、动时，其振幅是否也跟它的物体做受迫振动时，其振幅是否也跟它的固有频率无关呢？固有频率无关呢？121 1定义：驱动力的定义：驱动力的频率频率f f等于物体的等于物体的固有频率固有频率f f0 0时，受迫振动的时，受迫振动的振幅最大振幅最大，这种现象叫做，这种现象叫做共共振振。固f驱驱= f固固时，振幅有最大值时，振幅有最大值f驱驱与与 f固固差别越大时，振幅越小差别越大时，振幅越小横轴：表示驱动力的频率横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅纵轴：表示受迫振动的振幅2 2共振曲线共振曲线四、共四、共 振振13五、生活中的共振现象五、生活中的共振现象共共振振筛筛14五、生活中的共振现象五、生

5、活中的共振现象喷水鱼洗喷水鱼洗( (大约出现于唐代大约出现于唐代) ) 摩擦盆的两耳摩擦盆的两耳, , 由于振动由于振动, , 盆壁鱼嘴处喷起水花盆壁鱼嘴处喷起水花 , , 宛如盆底宛如盆底的鱼在腾跃嬉戏的鱼在腾跃嬉戏. .15五、生活中的共振现象五、生活中的共振现象共共鸣鸣1618311831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，桥梁发生共振座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。而断裂。五、生活中的共振现象五、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17 19401940年，美国的全长年，美国的

6、全长860860米的塔柯姆大米的塔柯姆大桥桥 五、生活中的共振现象五、生活中的共振现象18六、共振的防止和应用六、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。19思考与讨论思考与讨论 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，居招呼丈夫回家吃饭，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，惊讶之余，然发现树上的毛毛虫纷纷

7、坠地而死，惊讶之余，她到自己的果园吹了几个小时，一下子将果树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，究其原因，还是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发生剧烈共振笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡。而死亡。20 1. 1.如图所示，是用来测量各种发动机转速的如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架转速计原理图。在同一铁支架NMNM上焊有固有频率上焊有固有频率依次为依次为80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40Hz、20Hz20Hz的四个钢片的四个钢片a a、b b、c c、d d。将。将M M端

8、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_。课课 堂堂 练练 习习21 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课课 堂堂 练练 习习22sm/316课课 堂堂 练练 习习 3. 3.汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是统的固有周期是1.5s1.5s，汽车在一条起伏不平的路，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔上行驶，路上各凸起处大约都相隔8m8m，汽车以多，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？结束结束