《阻尼振动受迫振动》.ppt

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1、 第四节第四节 阻尼振动阻尼振动 受迫振动受迫振动 教科2003课标版 选修3-4 第一章宁夏银川市第二中学 熊志刚神神功功是是如如何何练练成成的的？回顾：简谐运动的特点受力特点固有周期（频率）特点能量特点思考：实际的运动是简谐的吗思考：实际的运动是简谐的吗？一一.阻尼振动阻尼振动原因实际的振动与理想化的振动不同，由于振动过程中要克服阻力做功，将一部分机械能转化为其他形式的能量，导致振动的总能量不断减小，即振幅不断减小1、阻阻尼尼振振动动：振幅逐渐减小的振动叫做阻阻尼尼振振动动，也叫减幅振动减幅振动2、振振幅幅减减小小的的快快慢慢跟跟所所受受的的阻阻尼尼有有关关，阻阻尼尼越越大大，振振幅幅减小

2、得越快减小得越快3、阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小，可认为是等幅振动 思考：怎样才能使受阻力振动的物体思考：怎样才能使受阻力振动的物体的振幅不变，而一直振动下去呢？的振幅不变，而一直振动下去呢？在实际振动中，为了不因阻尼的存在实际振动中，为了不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系统在而使振动停止，我们通常给系统加一加一个周期性的外力个周期性的外力，来补偿系统的能量损，来补偿系统的能量损失，使系统持续的振动下去。失，使系统持续的振动下去。二二 .受迫振动受迫振动1.驱动力：驱动力：使系统持续振动下去的周期性外力。使系统持续振动下去的周期性外力。2.受迫振动：受迫振动：物体在外

3、界驱动力作用下的振动叫做物体在外界驱动力作用下的振动叫做受迫振动受迫振动。思考：思考：做受迫振动的物体在振动时的频率由什么决定做受迫振动的物体在振动时的频率由什么决定？受迫振动受迫振动实验表明实验表明1：物体在外力驱动下振动时，物体在外力驱动下振动时，振动稳定振动稳定后的频率后的频率等于等于驱动力的频率，驱动力的频率，跟物体跟物体的的固有频率固有频率没有关系没有关系。思考：思考：物体做受迫振动的振幅是否与物体做受迫振动的振幅是否与物体的驱动力频率有联系？物体的驱动力频率有联系？魔术表演魔术表演：让小球飞让小球飞实验表明实验表明2：受受迫迫振振动动的的频频率率与与物物体体的的固固有有频频率率无无

4、关关，但但是是如如果果驱驱动动力力的的频频率率接接近近或或等等于于物物体体的的固固有有频频率率时时，振振动动物体的振幅将达到最大物体的振幅将达到最大.受受迫迫振振动动的的振振幅幅A与与驱驱动动力力的的频频率率f之之间间的的关关系系.可可用用图图象象来来表表示示：这这个个图图象象叫叫共共振振曲曲线线（如如右右图）图）.共振曲线特点：共振曲线特点：做受迫振动的系统，做受迫振动的系统，当固有频率当固有频率等于等于驱动力频率时，振幅最大；驱动力频率时，振幅最大；当固有频率当固有频率不等于不等于驱动力频率时，二者越接近，驱动力频率时，二者越接近，振幅越大。振幅越大。驱动力频率驱动力频率与与固有频率固有频

5、率相差越大相差越大，受迫振动的振，受迫振动的振幅越小。幅越小。神神功功解解秘秘三三.共振：共振：1.共振：共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时，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。受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。3.共鸣：共鸣：声音的共振现象。声音的共振现象。声音的共鸣可以通过共鸣箱来实现声音的共鸣可以通过共鸣箱来实现2.共振条件共振条件:f驱驱=f固固共振的应用共振的应用共鸣箱（在乐器上用的比较多）共振的危害共振的危害 “打摆子打摆子”的楼房的楼房共振的防止共振的防止1、军队军队或火或火车过桥时车过桥时要放慢速度或便步走要放慢速度或便步走2、机器运

6、转时为了防止共振要调节转速机器运转时为了防止共振要调节转速 3、在振动物体底座加防振垫、在振动物体底座加防振垫4、装修剧场、房屋时使用吸声材料等、装修剧场、房屋时使用吸声材料等共振的应用和防止共振的应用和防止利用共振时，应如何去做利用共振时，应如何去做?利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率防止共振时，应如何做防止共振时，应如何做?在需要防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率在需要防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好不同，而且相差越大越好总之：总之：在需要利用共振时在需要利用共振时,应

7、使驱动力的频率应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率接近或等于振动物体的固有频率;在需要防在需要防止共振时止共振时,应使驱动力的频率与振动物体应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同的固有频率不同,而且相差越大越好而且相差越大越好.要注意哦！要注意哦！1.A、B两个弹簧振子，两个弹簧振子，A的固有频率为的固有频率为f，B的固有频率的固有频率 为为4f，若它们均在频率为，若它们均在频率为3f 的驱动力作用下作受迫振动，的驱动力作用下作受迫振动，则则 A 振子振子A的振幅较大，振动频率为的振幅较大，振动频率为f B 振子振子B的振幅较大，振动频率为的振幅较大，振动频率为3f C 振子振子A的

8、振幅较大，振动频率为的振幅较大，振动频率为3f D 振子振子B的振幅较大，振动频率为的振幅较大，振动频率为f答案：答案：B练习：练习：2.在张紧的水平绳上挂在张紧的水平绳上挂7个单摆，先让个单摆，先让D摆振动起来，其余摆振动起来，其余各摆也随之振动，已知各摆也随之振动，已知A、D、G三摆的摆长相同，则下三摆的摆长相同，则下列判断正确的是列判断正确的是A.7个单摆的固有频率都相同个单摆的固有频率都相同B.稳定后稳定后7个单摆的振动频率都相同个单摆的振动频率都相同C.除除D摆外，摆外，A、G摆的振幅最大摆的振幅最大D.除除D摆外，摆外，C、E摆的振幅最大摆的振幅最大ABCDEFG3.下列哪些实例中

9、要应用共振下列哪些实例中要应用共振?哪些实例中要防哪些实例中要防止共振止共振?A.跳水运动员从跳板后端走向前端的过程跳水运动员从跳板后端走向前端的过程中中B.跳水运动员做起跳动作的跳水运动员做起跳动作的“颠板颠板”过程过程C.轮船在风浪中行驶时轮船在风浪中行驶时D.制作小提琴的音箱时制作小提琴的音箱时应用共振的有：应用共振的有：BD；防止共振的有：；防止共振的有：AC4.如图所示为单摆做受迫振动时的共振曲线，从图可如图所示为单摆做受迫振动时的共振曲线，从图可知该单摆振动的固有频率为知该单摆振动的固有频率为Hz，在驱动力的，在驱动力的频率由频率由0.4Hz增大加增大加0.6Hz的过程中，单摆振动的振幅的过程中，单摆振动的振幅变化情况是变化情况是_,其摆长是其摆长是_.(g=10m/s2)先增大后减小先增大后减小0.50.51m【课后思考题与作业题】1.阅读20页科学漫步 2.思考：（1）军队或火车过桥时为什么要放慢速度或便步走？（2）机器运转时防止共振怎么做？3.通过各种方式去研究：共振筛、共鸣箱、收音机的选台、核磁共振成像技术。人体内部器官的固有频率。v谢谢合作！