高二物理選修3-4 11.5外力作用下的振動(dòng)

11.5外力作用下的振動(dòng),第十一章機(jī)械振動(dòng),2.振動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大,1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。,復(fù)習(xí),3.生活中的振動(dòng)機(jī)械能是否是守恒的呢?,固有振動(dòng)：,振動(dòng)系統(tǒng)不受外力作用的振動(dòng),固有周期：固有振動(dòng)的周期,固有頻率：固有振動(dòng)的頻率,系統(tǒng)不受外力作用,自由振動(dòng)（固有振動(dòng)）,系統(tǒng)受到外力作用,一.阻尼振動(dòng),1、阻尼振動(dòng)：振幅逐漸減小的振動(dòng),2、阻尼振動(dòng)的圖像,3、振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)。,4、實(shí)際的自由振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng),阻尼振動(dòng)最終要停下來，怎樣才能產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)呢？,在實(shí)際振動(dòng)中，為了不因阻尼的存在而使振動(dòng)停止，我們通常給系統(tǒng)加一個(gè)周期性的外力，來補(bǔ)償系統(tǒng)的機(jī)械能量的損失，使系統(tǒng)持續(xù)的振動(dòng)下去。,怎樣才能使受阻尼作用的振動(dòng)物體的振幅不變，且一直振動(dòng)下去呢？,二、受迫振動(dòng),1、驅(qū)動(dòng)力：作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),請(qǐng)舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子,受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢?,受迫振動(dòng)實(shí)例：,跳板在人走過時(shí)發(fā)生的振動(dòng),機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng),聽到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng),電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng),思考：,3、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)：受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。,四、共振,1、定義：驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。2、共振曲線圖象特點(diǎn)f驅(qū)=f固時(shí)，振幅有最大值f驅(qū)與f固差別越大時(shí)，振幅越小,生活中的共振現(xiàn)象,美國(guó)有一農(nóng)場(chǎng)農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)她有一次吹笛時(shí)，居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個(gè)小時(shí)，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。,軍隊(duì)過橋便步走，火車過橋慢行,1831年，一隊(duì)騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。,生活中的共振現(xiàn)象,1940年，美國(guó)的全長(zhǎng)860米的塔柯姆大橋在建成后的4個(gè)月就因風(fēng)共振而倒塌,生活中的共振現(xiàn)象,CompanyLogo,生活中的共振現(xiàn)象,共振篩,利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率；防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好,五.共振的防止與應(yīng)用,小結(jié),2、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),3、系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),4、驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。,5、利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率；防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不同，而且相差越大越好,1、阻尼振動(dòng)：振幅越來越小的振動(dòng),課堂練習(xí),1.如圖所示，是用來測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖。在同一鐵支架NM上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個(gè)鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為r/min，a、b、c、d此時(shí)振動(dòng)頻率為。,3600,60Hz,課堂練習(xí),2.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個(gè)單擺，讓b擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來，可以發(fā)現(xiàn)（）A.各擺擺動(dòng)的周期均與b擺相同B.a擺擺動(dòng)周期最短C.c擺擺動(dòng)周期最長(zhǎng)D.c擺振幅最大,A,3.汽車的車身是裝在彈簧上