教科版3-4-14阻尼振動受迫振動市公開課一等獎省賽課獲獎課件

第四節(jié)阻尼振動受迫振動北川中學唐高平第1頁先學后教—閱讀第4節(jié)P13-161.什么是阻尼振動？什么是自由振動？什么是固有頻率？什么是驅動力?

什么是受迫振動？什么是共振動？2.受迫振動頻率等于多少？3.發(fā)生共振條件是什么？4.當f驅＝ｆ固時，物體做受迫振動___最大。第2頁一、固有周期和固有頻率振動系統(tǒng)在本身結構影響下振動固有振動：固有周期：由本身結構所決定周期T0固有頻率：由本身結構所決定頻率f0物體振動周期與頻率由振動物體本身性質決定，與振幅無關。如：彈簧振子：單擺：第3頁1、阻尼振動：振動系統(tǒng)在阻尼（摩擦或其它阻力）作用下振幅逐步減小振動2、阻尼振動圖像3、振動系統(tǒng)受到阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。4、實際振動一定是阻尼振動二、阻尼振動及其圖象：第4頁思索：

用周期性外力作用于振動系統(tǒng)，經(jīng)過外力對系統(tǒng)做正功，賠償系統(tǒng)機械能損耗，使系統(tǒng)連續(xù)地振動下去。怎樣才能使受阻力振動物體振幅不變，而一直振動下去呢？第5頁三、受迫振動1、驅動力（又叫策動力）：維持受迫振動周期性外力2、受迫振動：

物體在外界驅動力作用下振動思索：物體做受迫振動時,振動穩(wěn)定后頻率與什么相關?第6頁物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后頻率等于驅動力頻率，跟物體固有頻率無關3、受迫振動頻率受迫振動頻率與物體固有頻率無關，不過假如驅動力頻率靠近或等于物體固有頻率時，振動物體振幅將到達最大.所以：受迫振動振幅A與驅動力f’振動物體固有頻率之間關系相關，它們之間這種關系可用圖象來表示：這個圖象叫共振曲線（以下頁圖）.第7頁四、共振1、定義：驅動力頻率f等于物體固有頻率f0時，受迫振動振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。固3、受迫振動規(guī)律f驅=f固時，振幅有最大值，f驅與

f固差異越大時，振幅越小橫軸：表示驅動力頻率縱軸：表示受迫振動振幅2、共振曲線第8頁4、聲音共振現(xiàn)象——共鳴共鳴箱第9頁共鳴箱第10頁共振篩原理示意圖第11頁生活中共振現(xiàn)象龍洗盆第12頁1831年，一隊騎兵經(jīng)過曼徹斯特附近一座便橋時，因為馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。生活中共振現(xiàn)象軍隊過橋便步走,火車過橋慢行第13頁

共振現(xiàn)象危害1940

年11月7日美國全長860米Tocama

懸索橋因在建成后4個月就因風共振共振而坍塌第14頁

唐朝時候洛陽某寺一僧人房中掛著一件樂器，經(jīng)常莫名其妙地自動鳴響，僧人所以驚慌成疾，四處求治無效。他有一個朋友是朝中管音樂官員，聞訊特去探望他。這時恰好聽見寺里敲鐘聲，那件樂器又隨之作響。于是朋友說：你病我能夠治好，因為我找到你病根了。只見朋友找到一把鐵銼，在樂器上銼磨幾下，樂器便再也不會自動作響了。生活中共振現(xiàn)象第15頁

美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習慣于用吹笛方式招呼丈夫回家吃飯，可當她有一次吹笛時，竟然發(fā)覺樹上毛毛蟲紛紛墜地而死，詫異之余，她到自己果園吹了幾個小時，一下子將果樹上毛毛蟲收拾一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出聲音引發(fā)毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生猛烈共振而死亡。生活中共振現(xiàn)象第16頁共振應用和預防微波爐加熱原理:

食物中水分子振動頻率約為2500MHz，含有大致相同頻率電磁波稱為“微波”。微波爐加熱食品時，爐內(nèi)產(chǎn)生很強振蕩電磁場，使食物中水分子作受迫振動，發(fā)生共振，將電磁輻射能轉化為內(nèi)能，從而使食物溫度快速升高。微波加熱是對物體內(nèi)部整體加熱，極大地提升了加熱效率。

第17頁受迫振動實例：①跳板在人走過時發(fā)生振動②機器底座在機器運轉時發(fā)生振動③聽到聲音時耳膜振動④電磁打點計時器振針所做振動⑤輪船航行時要看波浪撞擊方向而改變速度和大?、尴匆聶C把衣服脫水完成切斷電源后，電動機因為慣性還要轉一會兒才能停下來，在這個過程中，洗衣機振動猛烈程度有改變，其中有一陣子最猛烈，試分析這一現(xiàn)象。第18頁五、共振預防和應用1、預防

使驅動力頻率與物體固有頻率不一樣，而且相差越大越好。2、應用

使驅動力頻率靠近或等于振動物體固有頻率。第19頁小結：2、受迫振動：物體在外界驅動力作用下振動

物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后頻率等于驅動力頻率，跟物體固有頻率無關。3、共振:驅動力頻率靠近物體固有頻率時，受迫振動振幅增大現(xiàn)象。1、阻尼振動：振幅(能量)逐步減小振動A、利用共振時：應使驅動力頻率f靠近或等于振動物體固有頻率f0B、預防共振時：應使驅動力頻率f與物體固有頻率f0不一樣，而且相差越大越好第20頁1.如圖所表示，是用來測量各種發(fā)動機轉速轉速計原理圖。在同一鐵支架NM上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz四個鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉動電動機接觸，發(fā)覺b鋼片振幅最大，則電動機轉速為_______r/min，a、b、c、d此時振動頻率為_________。360060Hz課堂練習第21頁2.如圖所表示演示裝置，一根張緊水平繩上掛著四個單擺，讓b擺擺動，其余各擺也擺動起來，能夠發(fā)覺（）

A.各擺擺動周期均與b擺相同

B.a擺擺動周期最短

C.c擺擺動周期最長

D.c擺振幅最大A課堂練習第22頁3.A、B兩個彈簧振子,A固有頻率為f,B固有頻率為4f,若它們均在頻率為3f驅動力作用下做受迫振動,則()A.振子A振幅較大,振動頻率為fB.振子B振幅較大,振動頻率為3fC.振子A振幅較大,振動頻率為3fD.振子B振幅較大,振動頻率為4fB課堂練習第23頁4、如圖所表示是一個單擺共振曲線，求：（1）單擺擺長L（g取9.8m/s2）（2）若擺長減小，共振曲線峰將怎樣移動？為何？第24頁課堂練習5.汽車車身是裝在彈簧上，假如這個系統(tǒng)固有周期是1.5s，汽車在一條起伏不平路上行駛，路上各凸起處大約都相隔8m，汽車以多大速度行駛時，車身上下顛簸得最猛烈？

設車速為v，每經(jīng)過一個凸起，將引發(fā)車身振動，假如汽車經(jīng)過相臨凸起時間間隔剛好等于車身體系固有周期T＝1.5s，則由凸起施與車驅動力——沖擊力頻率等于固有頻率，車到達共振狀態(tài)，顛簸最猛烈。

分析解答：第25頁6、如圖所表示，在曲軸A上懸掛一個彈簧振子，假如不轉動把手B，而用手向下拉振子小球m，放開手后，讓小球上下自由振動測得彈簧振子做30次全振動所用時間是15s；假如勻速轉動把手，也可使彈簧振子上下振動．若使把手以轉速n＝30r/min勻速轉動．當彈簧振子振動到達穩(wěn)定后，它振動周期是________s．若要想使彈簧振子振幅到達最大，則把手轉速應為________r/min.第26頁第27頁思索第28頁重力和M對m支持力協(xié)力，mg。7、如圖所表示，質量為m物塊放在水平木板上，木板與豎直彈簧相連，彈簧另一端固定在水平面上，今使m隨M一起做簡諧運動，且一直不分離，則物塊m做簡諧運動回復力是由

提供，當振動速度達最大時，m對M壓力為

。第29頁8、練習:如圖為單擺在兩次受迫振動中共振曲線，則以下說法正確是()第30頁A．若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進行，且擺長相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺共振曲線B．若兩次受迫振動是在地球上同一地點進行，則兩次擺長之比，lⅠ∶lⅡ=25∶4C．圖線Ⅱ若是在地面上完成，則該擺擺長約為1mD．若擺長均為1m，則圖線Ⅰ是在地面上完成第31頁[思緒點撥]受迫振動頻率與國有頻率無關，但當驅動力頻率與物體固有頻率相等時