2021-2022学年高二物理竞赛课件：阻尼振动(共13张PPT).pptx

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1、阻尼振动tA0e-b btT阻尼振动阻尼振动 相相比比无无阻阻尼尼自自由由振振动动 (例例如如弹弹簧簧，电电感感线线圈圈)，任任何何系统总还要受到阻力的作用，此时振动叫系统总还要受到阻力的作用，此时振动叫阻尼振动阻尼振动。阻阻尼尼振振动动中中，振振动动系系统统要要不不断断克克服服阻阻力力做做功功，所所以以能量不断减少，振幅也不断减小能量不断减少，振幅也不断减小，故被称为，故被称为减幅振动减幅振动。阻尼振动表达式阻尼振动表达式阻尼周期阻尼周期:x1、受迫振动、受迫振动在在驱动力驱动力的作用下系统的振动的作用下系统的振动a)稳定时稳定时系统振动的频率系统振动的频率=驱动力的频率驱动力的频率 b)维

2、持受迫振动的周期性外力叫做维持受迫振动的周期性外力叫做驱动力驱动力。c)物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。而跟振动物体的固有频率无关。受迫振动。受迫振动。共振共振 当当驱动力频率驱动力频率等于等于振动系统的振动系统的固有频率固有频率时，时，振幅达到最大值的现象叫做振幅达到最大值的现象叫做共振共振。应用：应用：声、光、电、原子内部、工程技术声、光、电、原子内部、工程技术核磁共振；核磁共振；微波炉（电磁频率接近水分微波炉（电磁频率接近水分子的振动频率）；子的振动频率）；队伍整齐过桥；队伍整齐过桥；轮船轮船在风浪中航行。在风浪中航

3、行。同时要注意避免共振造成破坏。同时要注意避免共振造成破坏。在需要利用共振的时候，应该使驱动力的频率在需要利用共振的时候，应该使驱动力的频率尽量接近振动物体的固有频率；在需要防止共振的尽量接近振动物体的固有频率；在需要防止共振的时候，应该使驱动力的频率和物体固有频率不相等，时候，应该使驱动力的频率和物体固有频率不相等，而且差得越多越好。而且差得越多越好。随随后后在在大大风风中中因因产产生共振而断塌生共振而断塌 1940年华盛顿的塔科曼年华盛顿的塔科曼大桥在大风中产生振动大桥在大风中产生振动 发发生生共共振振时时由由于于振振幅幅过过大大可可能能损损坏坏机机器器、设备或建筑。设备或建筑。由于共振可

4、能引起巨大的损坏，所以在工由于共振可能引起巨大的损坏，所以在工程技术中防振和减振是一项十分重要的任务。程技术中防振和减振是一项十分重要的任务。据据报报导导，我我国国某某城城市市有有三三栋栋新新建建的的十十一一层层居居民民楼楼经经常常摇摇晃晃，引引起起居居民民的的恐恐慌慌。后后来来发发现现距距居居民民楼楼800800米米处处有有一一家家锯锯石石厂厂，四四台台大大功功率率锯锯石石机机的的工工作作频频率率为为 ，恰恰好好等等于于居居民民楼楼的的固有频率，楼的摇晃原来是一种共振现象。固有频率，楼的摇晃原来是一种共振现象。SUMMARY简谐振动表达式简谐振动表达式(振动方程振动方程)振动参量振动参量依赖

5、于系统本身的性质依赖于系统本身的性质依赖于振动的依赖于振动的初始条件初始条件=t+0 对应于对应于t时刻振动的状态时刻振动的状态振动中的作用力振动中的作用力保守力保守力6.振动系统的能量振动系统的能量守恒守恒旋转矢量图旋转矢量图 0 OX5.动力学方程动力学方程同一直线上两个同频率简谐振动的合成同一直线上两个同频率简谐振动的合成 20-10=2k Amax=A1+A2 20-10=(2k+1)Amin=A1-A2 0 oX若频率相近若频率相近拍拍拍频：拍频：fb=f2-f1 轨迹为椭圆或直线轨迹为椭圆或直线 同一直线上不同频率简谐振动的合成同一直线上不同频率简谐振动的合成非非简谐振动简谐振动相

6、互垂直的同频率简谐振动的合成相互垂直的同频率简谐振动的合成相互垂直的不同频率简谐振动的合成相互垂直的不同频率简谐振动的合成若频率为若频率为整数比整数比李萨如图形李萨如图形解：解：磁感应线位于包含圆筒轴磁感应线位于包含圆筒轴线的各个平面内线的各个平面内,穿过线圈穿过线圈的磁通始终为零的磁通始终为零i=0Ii=0.如图如图,电量电量Q均匀分布在半径均匀分布在半径R、长、长L(LR)的绝缘圆筒上的绝缘圆筒上,一单匝矩形线圈的一边与圆筒一单匝矩形线圈的一边与圆筒轴线重合轴线重合.若圆筒以角速度若圆筒以角速度=0(1-t/t0)线性减线性减速旋转速旋转,则线圈中的感应电流为则线圈中的感应电流为 答案：答

7、案：(D)在感应电场中电磁感应定律可写成在感应电场中电磁感应定律可写成式中式中 为感应电场的电场强度为感应电场的电场强度,此式表明此式表明(A)闭合曲线上闭合曲线上 处处相等处处相等(B)感应电场是保守力场感应电场是保守力场.(C)感应电场的电力线不是闭合曲线感应电场的电力线不是闭合曲线.(D)在感应电场中不能像对静电场那样引入电势在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念的概念.定义：定义：坡印廷矢量坡印廷矢量坡印廷矢量表示某时刻单位时间垂直通过曲面坡印廷矢量表示某时刻单位时间垂直通过曲面 上上单位面积的电磁能量单位面积的电磁能量电磁波能流密度矢量。电磁波能流密度矢量。坡印廷矢量坡印廷矢量 的方向代表波的传播方向，也是的方向代表波的传播方向，也是电磁能量的传播方向电磁能量的传播方向补充一个概念：补充一个概念：坡印廷矢量坡印廷矢量