吉林省伊通满族自治县第三中学校高中物理选修3-4：11.5外力作用下的振动.ppt

11.5 外力作用下的振动 定义：振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率。 能量：机械能守恒 图像：振幅不变 现实生活中是否存在简谐运动？ 一、固有周期和固有频率 二、阻尼振动 1.阻尼振动：振幅逐渐减小的振动 简谐运动是一个等幅振动！ 2.阻尼振动的图象 3.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。 4.实际的自由振动一定是阻尼振动 问题：物体在做阻尼振动时的周期或频率如何变化？ 物体做阻尼振动时周期频率不变。振动的固有周期、频率由自身的结构特点决定。 思考： 用什么方法才能得到持续的振动呢？比如我们在荡秋千的时候，如何能让秋千一直摆动呢？ 补偿！ 驱动力！ 三、受迫振动 1、驱动力： 用在振动系统上的周期性外力 2、受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动 请举出你所知道的受迫振动的例子 能量：机械能转化为内能，其他能转化 为机械能 受迫振动的频率跟什么有关呢? 受迫振动实例： ①跳板在人走过时发生的振动 ②机器底座在机器运转时发生的振动 ③听到声音时耳膜的振动 ④电磁打点计时器的振针所做的振动 实验研究 3、受迫振动的特点： (1) 物体做受迫振动时，振动稳定后的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 (2) 但物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有频率有联系呢? 结论：受迫振动中，驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。 横轴：表示驱动力的频率 纵轴：表示受迫振动的振幅 图象的意义： f驱= f固时，振幅有最大值 f驱与 f固差别越大时，振幅越小 四、共 振 1、定义：驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 2、共振曲线 图象特点 f驱= f固时，振幅有最大值 f驱与 f固差别越大时，振幅越小 五、共振的应用和防止 ①测量发动机转速的转速计 ②共振筛 1.共振的应用 发动机的转速计原理图 军队过桥便步走，火车过桥慢行 1831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，桥梁发生共振而断裂。 生活中的共振现象 结论： 利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率； 防止共振时，应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． 小结: 1.受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动 2.物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于 驱动力的频率，跟物体的固有频率无关 3.驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫 振动的振幅增大，这种现象叫做共振。 4.利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于 振动物体的固有频率； 防止共振时，应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． 5.简谐运动、阻尼振动与受迫振动的区别 1. 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NM上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则a、b、c、d此时振动频率为_________ ， 电动机转速为_______r/min 。 3600 60Hz 课 堂 练 习