第4节阻尼振动受迫振动课件.ppt

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1、唐朝时候洛阳某寺一僧人房中挂着的一件唐朝时候洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器，经常莫名其妙自动鸣响，僧人因此乐器，经常莫名其妙自动鸣响，僧人因此惊恐成疾，四处求医无效。他有一个朋友惊恐成疾，四处求医无效。他有一个朋友是朝中管乐器的官员，闻讯特去看望他。是朝中管乐器的官员，闻讯特去看望他。这时正好听见寺里敲钟声，那件乐器又随这时正好听见寺里敲钟声，那件乐器又随之作响。于是朋友说：你的病我可以治好，之作响。于是朋友说：你的病我可以治好，因为我找到你的病根了。只见朋友找到一因为我找到你的病根了。只见朋友找到一把铁锉，在乐器上锉磨几下，乐器便再也把铁锉，在乐器上锉磨几下，乐器便再也不会自动作响了。不会

2、自动作响了。第第4 4节节 阻尼振动阻尼振动 受迫振动受迫振动于淼于淼江苏省高邮第一中学江苏省高邮第一中学教学目标教学目标1.知道什么是阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量知道什么是阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量 的观点给予说明的观点给予说明；2.知道受迫振动的概念知道受迫振动的频率等于知道受迫振动的概念知道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驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关；3.理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害探究一探究一 阻尼振动阻尼振动思考：敲鼓后鼓皮如何思考：敲鼓后鼓皮如何振动？振动？思考：推动后秋千如何

3、振动思考：推动后秋千如何振动？阻阻尼尼振振动动图图像像阻尼振动：阻尼振动：振幅随时间减小的振动振幅随时间减小的振动。振动能量转变成其他能量。振动能量转变成其他能量。1 振幅减小的快慢与所受的振幅减小的快慢与所受的 有关，有关，越大振幅减小的越快；越大振幅减小的越快；2 物体做阻尼物体做阻尼振动振动时频率时频率 ；3 若在一段不太长的时间内振幅没有明显减小，可认为是等幅振动。若在一段不太长的时间内振幅没有明显减小，可认为是等幅振动。阻尼阻尼振动振动？不变不变阻力阻力阻力阻力无阻尼无阻尼振动振动（自由振动）：（自由振动）：若系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下若系统不受外力作用，

4、也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动的振动。自由振动的频率，叫做系统的固有频率。自由振动的频率，叫做系统的固有频率。典例1 关于阻尼振动，以下说法中正确的是（）A机械能不断减小B动能不断减小C振幅不断减小D一定不是简谐运动ACD当秋千荡到一边要返回时再用力一当秋千荡到一边要返回时再用力一推，就可以使秋千持续荡来荡去。推，就可以使秋千持续荡来荡去。用什么方法可以得到持续的振动呢？用什么方法可以得到持续的振动呢？当钩码要停止振动时，转动当钩码要停止振动时，转动手柄就可以使钩码持续振动。手柄就可以使钩码持续振动。探究二：受迫振动探究二：受迫振动1 1 驱动力：驱动力：用周期性的外力作用于振动系

5、统，补充系统的能量用周期性的外力作用于振动系统，补充系统的能量损耗，使系统持续等幅地振动下去，这种周期性的损耗，使系统持续等幅地振动下去，这种周期性的外力。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。举例说明生活中的受迫振动？举例说明生活中的受迫振动？1 1 钟表的摆动钟表的摆动2 2 收音机喇叭纸盆的振动收音机喇叭纸盆的振动3 3 电磁打点计时器的振针的振动电磁打点计时器的振针的振动4 4 机器底座在机器运行时的振动机器底座在机器运行时的振动5 5 听到声音时耳膜的振动听到声音时耳膜的振动3 3 受迫振动的频率受迫振动的频率实验表明：物体做受迫振动时

6、，实验表明：物体做受迫振动时，振动稳定后频率，跟物体的固振动稳定后频率，跟物体的固有频率无关。有频率无关。典例典例2 2判断下列说法中正确的是（判断下列说法中正确的是（）A A阻尼振动一定是减幅振动阻尼振动一定是减幅振动B B物体作阻尼振动时，随着振幅的减小，频物体作阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小率也不断减小C C受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率，受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关与物体的固有频率无关D D受迫振动的频率由驱动力和物体的结构特受迫振动的频率由驱动力和物体的结构特点共同决定点共同决定C探究探究受迫受迫振动振动的振的振幅幅结论：结论：驱动力的

7、频率驱动力的频率等于等于振动物体的固有频率时振动物体的固有频率时，振振幅最大幅最大；驱动力的频率跟固有频率驱动力的频率跟固有频率相差越大相差越大，振幅越小振幅越小。探究三探究三 共振共振驱动力的频率跟物体的固驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大有频率相等时，振幅最大图象的意义：图象的意义：f驱驱=f固固时，振幅有时，振幅有最大最大值值f驱驱与与 f固固差别越大时，振幅越小差别越大时，振幅越小驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。动的振幅最大，这种现象叫做共振。龙洗盆共振的利用共振的利用共振筛共振筛共振的危害共振的

8、危害19401940年，美国的全长年，美国的全长860860米的塔柯姆大桥在建成后的米的塔柯姆大桥在建成后的4 4个月个月就因就因风的共振风的共振而倒塌。而倒塌。18311831年，一队骑兵通过曼切斯特附近的一座便桥时，由于年，一队骑兵通过曼切斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生了共振而断裂。马蹄节奏整齐，桥梁发生了共振而断裂。军队过桥时要便步走，火车过桥时要慢行。军队过桥时要便步走，火车过桥时要慢行。利用共振：利用共振：应使驱动力的频率应使驱动力的频率 振动物振动物体的固有频率；体的固有频率；防止共振：防止共振：应使驱动力的频率与物体的固有频率应使驱动力的频率与物体的固有频率 ，

9、而且相差，而且相差 你会解释乐器为什么响了吗？你会解释乐器为什么响了吗？你能解释为什么同长度的辐条振幅最大吗？你能解释为什么同长度的辐条振幅最大吗？接近或等于接近或等于不同不同越大越好越大越好振动类型振动类型自由振动自由振动受迫振动受迫振动共振共振受力情况受力情况回复力回复力周期性驱动力周期性驱动力的作用的作用周期性驱动力周期性驱动力的作用的作用振动周期或频振动周期或频率率由系统性质决由系统性质决定即具有固有定即具有固有周期或频率周期或频率由驱动力的周由驱动力的周期或频率决定期或频率决定即即T=TT=T驱驱或或f=ff=f驱驱T T驱驱=T=T固固或或f f驱驱=f=f固固振动能量振动能量振动

10、物体的机振动物体的机械能不变械能不变由产生驱动力由产生驱动力的物体提供的物体提供振动物体获得振动物体获得的能量最大的能量最大常见例子常见例子弹簧振子或单弹簧振子或单摆（小于摆（小于5 5）机械工作时底机械工作时底座发生的振动座发生的振动共振筛、声音共振筛、声音的共鸣的共鸣几种振动的比较几种振动的比较例例3、如图，表示两个单摆、如图，表示两个单摆m、M悬挂到一根钢丝上，悬挂到一根钢丝上，原来它们都静止，今使原来它们都静止，今使m偏离平衡位置一个小角度，偏离平衡位置一个小角度，释放后释放后m做简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面做简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面里，对里，对M此后的运动情况，下

11、列说法正确的是（）此后的运动情况，下列说法正确的是（）A、M仍静止仍静止B、M将做受迫振动，周期为将做受迫振动，周期为C、M将做受迫振动，周期为将做受迫振动，周期为D、M能发生共振能发生共振mMlL受迫振动受迫振动等于驱动等于驱动力的周期力的周期C例例4、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A、某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关、某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B、某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关、某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C、某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率、某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率D、某物体发生共振时的振动就是

12、无阻尼振动、某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动装置本身决定装置本身决定等于驱等于驱动力频动力频率率ABC1 1、阻尼振动：、阻尼振动：振幅（能量）逐渐减小的振动。振幅（能量）逐渐减小的振动。2 2、受迫振动：、受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动。物体在周期性驱动力作用下的振动。物体做受迫振动时，振动稳定后频率物体做受迫振动时，振动稳定后频率等于等于驱动力的频驱动力的频率，跟物体固定频率率，跟物体固定频率无关无关。3 3、共振：、共振：当驱动力的频率跟物体固有频率相等时，受迫的振幅当驱动力的频率跟物体固有频率相等时，受迫的振幅最大。最大。利用共振：驱动力的频率利用共振：驱动力的频率接近或等于接近或等于物体固有频率物体固有频率防止共振：驱动力的频率与物体固有频率防止共振：驱动力的频率与物体固有频率相差越大越好相差越大越好